Основным недостатком рассматриваемого типа коллекторов является их потребность в значительной площади земли. Например, если необходимо создать систему отопления для дома площадью 100 квадратных метров, расположенного на участке с влажной глиной, то для реализации коллекторной системы потребуется около 400 квадратных метров земли, что эквивалентно примерно 5 гектарам.
Принцип работы теплового насоса для отопления дома
Тепловой насос, также известный как тепловой насос (часто обозначается аббревиатурой TH), представляет собой устройство, предназначенное для отопления жилых или коммерческих помещений, таких как дома, загородные дачи, квартиры или апартаменты. Он функционирует за счет генерации тепла из окружающей среды, которая может включать в себя воду, воздух или землю, и передает это тепло непосредственно в помещение.
Важно отметить, что тепловая энергия не производится в тепловом насосе, а лишь переносится из одной среды в другую, что позволяет достигать высокой эффективности, превышающей 100%, и в некоторых случаях она может достигать 1000%. Это фундаментальная отличительная черта тепловых насосов по сравнению с традиционными системами отопления, такими как:
- Бойлеры,
- Котлы,
- И другие теплогенерирующие устройства.
Существует два основных типа тепловых насосов: компрессионные тепловые насосы и абсорбционные тепловые насосы. Однако абсорбционные типы чаще используются в промышленности и пока ещё не нашли широкого применения в частных домах. Поэтому в данной статье мы сосредоточим наше внимание на парокомпрессионных тепловых насосах, которые оборудованы компрессорами.
Принцип действия теплового насоса для отопления может быть схематично описан как «перевернутый холодильник», где теплоноситель, обычно называемый хладагентом или фреоном, используется для переноса тепла.
Сначала хладагент попадает в испаритель (это может быть холодильник, тепловая сеть, поле или колодец), где он нагревается за счет окружающей среды. Далее, находясь в компрессоре, хладагент сжимается, что приводит к повышению его давления и температуры.
В случае тепловых насосов, использующих грунтовые или водяные источники тепла, теплоноситель аккумулирует тепловую энергию от рассола, который циркулирует через трубы, расположенные в воде или закопанные в землю.
После прохода через компрессор хладагент отдает свое тепло воздуху, воде или другому теплоносителю, который используется для отопления помещения. Остуженный теплоноситель возвращается в конденсатор, где он вновь охлаждается.
Этот цикл непрерывно повторяется, функционируя по замкнутому кругу. В следующем видеоролике показано, как именно работает тепловой насос:
Воздушный тепловой насос является самым бюджетным типом тепловых насосов, но его эффективность зимнее время низка, тогда как летом она на высоте. Это объясняется тем, что температура воздуха значительно колеблется в зависимости от сезона. Такие насосы легко и быстро устанавливаются и часто используются для отопления в промежутки весны и осени или как дополнительный экономичный источник тепла.
Особенности разных видов тепловых насосов
Ценовые категории тепловых насосов, водяных тепловых насосов и устройств с геотермальными источниками тепла не имеют существенных различий. Однако установка системы в водоеме обойдется дешевле, чем бурение скважины или установка геотермального поля. Поэтому, если ваш участок располагается вблизи пруда, озера или реки, рекомендуется выбрать водяные тепловые насосы.
Тепловой насос может работать с тремя различными средами: с водой, воздухом и теплоносителем. Вентиляция и фанкойлы используют воздух для обогрева помещений, в то время как вода и теплоноситель используются в радиаторных системах, для напольного отопления или обогрева стен.
Виды тепловых насосов для отопления дома
Классификация тепловых насосов определяется источником тепла, из которого они извлекают тепло. Водяные тепловые насосы работают с водой, воздушные — с воздухом, а грунтовые — с землёй и подземными водами.
Полное наименование теплового насоса зависит от среды, в которой осуществляется передача тепла. Например, грунтовой тепловой насос получает энергию из земли и передает её в воду или теплоноситель, тогда как тепловой насос «вода-воздух» заимствует энергию из воды и нагревает воздух.
Тепловые насосы типа «воздух-воздух» напоминают кондиционеры и состоят из наружного блока и внутреннего блока, который иногда объединен в единое устройство с системой воздуховодов. Принцип работы данной модели заключается в том, что тепло извлекается из уличного воздуха и передается в помещение.
Воздушные тепловые насосы
Тепловой насос «воздух-вода» включает в свой состав наружный блок и бойлер (накопительный бак) или может быть представлен в виде моноблока, где все компоненты соединены. Принцип работы «воздух-вода» заключается в охлаждении наружного воздуха и одновременно нагреве воды или другого теплоносителя.
Тепловой насос «вода-вода» включает блок с теплообменником или накопительным баком и трубы (поля), представляющие собой несколько труб, погруженных в накопительный бак, по которым циркулирует теплоноситель. Этот тип теплового насоса заимствует тепло из бака и нагревает воду или другой теплоноситель.
Водяные тепловые насосы
Тепловые насосы типа «вода-воздух» могут быть как канальными, так и моно-блочными, где воздух нагревается для питания вентиляторов или системы воздуховодов. Иногда в таких системах используют внутренние кондиционеры.
Для извлечения тепла из земли, в таких тепловых насосах бурят скважины либо создают геотермальное поле, в которое подается теплоноситель или рассол. В первом случае бурят несколько скважин с расстоянием более одного метра между ними. Во втором — горизонтальные трубы прокладываются на глубину до 2 метров.
Грунтовые тепловые насосы
Геотермальные тепловые насосы с непрямым теплообменом имеют два контура, в одном из которых, находящемся в месторождении или скважине, циркулирует жидкость (например, рассол, приготовленный на основе пропиленгликоля или этиленгликоля), которая затем передает свою теплоту теплоносителю, циркулирующему во втором контуре.
Тепловые насосы с грунтовой связью имеют лишь один контур, по которому циркулирует фреон. Это обуславливает более высокие затраты на установку данного вида теплового насоса.
Тепловые насосы с грунтовыми источниками могут оснащаться как встроенным накопительным баком, так и компактным теплообменником. Системы VT Floor-to-air могут представлять собой отдельные блоки с обогреваемыми воздуховодами или использовать внутренние кондиционеры для нагрева воздуха.
Теплоноситель поступает в испаритель (это может быть радиатор, тепловая сеть, поле или колодец), где он нагревается за счет окружающей среды, а затем сжимается в компрессоре, повышая таким образом свое давление и температуру.
Теплоноситель в тепловых насосах, использующих грунтовые и водяные источники, получает тепловую энергию от рассола, который циркулирует в трубах, расположенных в воде или закопанных в земле.
Тепловой насос для отопления дома: принцип работы, достоинства и недостатки
Компоненты системы отопления
Принцип работы и устройство
Операционная система устройства выглядит следующим образом:
Вода, поднимаемая из колодца или водоема, проходит через испаритель, где температура ее снижается на несколько градусов.
- После этого охлажденная жидкость поступает в компрессор,
- Компрессор сжимает жидкость, в результате чего ее температура возрастает,
- Нагретая жидкость далее попадает в теплообменную камеру, где отдает свое тепло отопительной системе,
- Охлажденная вода возвращается к началу цикла.
Системы отопления с использованием тепловых насосов состоят из трех основных элементов:
Датчик в данном случае представляет собой катушку, размещённую в воде или на земле. Его задача заключается в сборе и передаче тепла к устройству.
- Тепловой насос как устройство, которое извлекает тепловую энергию,
- Система отопления, которая включает камеру теплообмена.
Теперь перейдем к положительным аспектам данной системы отопления:
Плюсы и минусы устройства
Одно из главных преимуществ — это относительно низкие расходы на электроэнергию. При отоплении используется лишь электроэнергия, что значительно меньше, чем затраты, к примеру, на обогрев с помощью электроприборов. Тепловые насосы имеют коэффициент преобразования, показывающий, сколько тепловой энергии они могут производить относительно потребляемой электроэнергии. Если этот коэффициент равен 5, то на каждый киловатт в час, потребленный электричеством, получается 5 киловатт тепловой энергии.
- Гибкость. Эта система отопления может быть установлена в любом месте, что становится особенно важным для отдаленных районов, где нет газовых сетей. При отсутствии возможности подключения к электрической сети насос может работать на дизельном или бензиновом двигателе.
- Автоматизация. Отсутствует необходимость в постоянной подаче воды в систему или её контроле.
- Экологичность и безопасность. Система теплового насоса не генерирует отходов или вредных газов, что делает ее безопасной для эксплуатации.
- Существуют модели, которые могут не только обогревать помещение зимой при температурах до минус 15 градусов, но и охлаждать его летом. Реверсивные модели имеют такие функции.
- Долговечность — срок службы устройства может составлять до 50 лет. Примерно каждые 20 лет может потребоваться замена компрессора.
- Однако у этой системы также имеются недостатки, о которых стоит упомянуть:
Высокие цены. Приобретение теплового насоса для отопления дома связано с немалыми затратами. Окупаемость системы может занять не менее 5 лет.
- В регионах, где зимние температуры опускаются ниже минус 15 градусов, для надлежащей работы устройства могут потребоваться дополнительные источники тепла (например, электричество или газ).
- Использование системы, которая извлекает тепловую энергию из земли, может повредить экосистеме местности. Ущерб, как правило, невелик, но тем не менее это нужный момент для учета.
- Кроме того, возможно изготовление теплового насоса своими руками, что позволит обогревать дом с помощью холодильника, но для этого нужны определенные технические познания.
В зависимости от источника тепловой энергии и метода её передачи, системы классифицируют на пять основных типов:
Какой насос выбрать
1. Вода-воздух.
2. Грунтовая вода.
3. Воздух-воздух.
4. Вода-вода.
5. Воздух-вода.
Перед установкой системы отопления необходимо изучить характеристики помещения. Это позволит определить, какой источник тепловой энергии будет оптимальным выбором. Наиболее простым вариантом будет наличие под рукой источника воды, так как это избавит вас от необходимости копать. Альтернативный вариант — использование участка, на котором постоянно дует ветер. Если же такового нет, скорее всего, понадобятся земляные работы.
Исследование участка
Сравнение производительности различных систем отопления
Установка системы отопления может быть выполнена двумя основными способами:
- При помощи детекторов,
- посредством установки подземного коллектора.
Геотермальные зонды обычно размещаются на небольшой площади, где невозможно проложить широкую трубу. Данная система требует специального бурового оборудования, так как скважины должны быть глубиной не менее ста метров и диаметром в 20 сантиметров. В эти скважины опускаются детекторы. Количество скважин напрямую влияет на эффективность системы отопления.
Насос грунт-вода и варианты установки
Если площадь вашего участка величественна, можно ограничиться без создания скважин и установить горизонтальную систему. В таком случае катушка погружается на глубину 1,5 метра. Этот вариант считается наиболее стабильным и надежным.
Тепловой насос «вода-вода» подходит для районов, близких к водоёмам. Для трубопровода можно использовать обычные полиэтиленовые трубы. Собранный коллектор помещают в пруд и опускают на его дно. Это один из наиболее доступных вариантов установки, который можно выполнить самостоятельно.
Насос вода-вода: простая установка
Установка змеевика в водоем
Система, использующая тепловую энергию ветра, подходит для регионов с постоянным ветром. Кроме того, установка такой системы обходится недорого и также может быть выполнена своими руками. Расположить насос рекомендуется на расстоянии не менее двадцати метров от дома, в самом ветреном месте.
Тепловой насос воздух-воздух: цена монтажа
Принцип работы устройства «воздух-воздух»
На российском рынке системы тепловых насосов предлагают производители, такие как Vaillant (Германия), Nibe (Швеция), Danfoss (Дания), Mitsubishi Electric (Япония), Mammoth (США) и Viessmann (Германия). Российские производители, такие как SunDue и Henk, также обеспечивают высокое качество своей продукции.
Тепловой насос для отопления дома: цены и производители
Устройство Nibe легко вписывается в дом
Для обогрева дома площадью 100 квадратных метров вам потребуется установить насос мощностью 10 киловатт.
Таблица 1. Средняя стоимость различных типов насосов мощностью 10 кВт.
| Тип насоса | Затраты на оборудование, тыс. руб. | Расходы на установку, тыс. руб. | Производители |
|---|---|---|---|
| Грунтовые насосы | от 500 | от 80 | Импортные производители |
| от 360 | от 70 | Отечественные производители | |
| Воздух-вода | от 270 | от 50 | Импортные производители |
| от 210 | от 40 | Отечественные производители | |
| Вода-воздух | от 230 | от 50 | Импортные производители |
| от 220 | от 40 | Отечественные производители |
Системы «воздух-вода» требуют меньших затрат на установку, но более высоких затрат на эксплуатацию.
В Германии и некоторых других странах ЕС тепловые насосы также используются для отопления многоквартирных домов в качестве основного источника тепла.
Существует три основных типа тепловых насосов, различающихся по источнику выработки тепла, стоимости системы и установки, а также по эксплуатационным параметрам.
Разновидности тепловых насосов: аэротермальные, гидротермальные, геотермальные
1. Аэротермальные тепловые насосы – это устройства, использующие тепло из окружающего воздуха. Главных их преимуществ в том, что они не требуют затрат на рытье колодцев или траншей, что резко сокращает общую стоимость установки и время. Однако у них есть существенный недостаток: они теряют свою эффективность при сильных морозах, поскольку обеспечивают стабильную работу лишь до температуры -25°C. Это делает их не самым подходящим выбором в регионах с суровыми зимами, так как при температуре -25°C и ниже они не способны обеспечить необходимый уровень тепла и нередко требуют наличия дополнительного источника обогрева, например, электрического обогревателя. Иногда для этих целейспециально комбинируют тепловой насос и электрический котел.
2. Гидротермальные (водяные) тепловые насосы используют тепло из близлежащего водоема или грунтовых вод. Они более стабильны и эффективны благодаря высокой проводимости воды и меньшим колебаниям температуры. Разумно установить гидротермальный тепловой насос в следующих ситуациях:
- Ваш участок находится в непосредственной близости к источникам грунтовых вод или прудам.
- Глубина залегания грунтовых вод не превышает 40 метров.
- Качество воды достаточно высокое, с низким содержанием железа и других примесей, способствующих ненадежной работе оборудования.
Имеется также вариант, заключающийся в использовании скважинной воды в качестве теплового источника, хотя это является наиболее сложным и дорогостоящим решением. Для этого потребуется пробурить две скважины: одну для подачи воды, другую — для ее отвода из системы.
Использование водоемов, таких как реки, озера или море, возможно, если они находятся в радиусе 50 метров от дома. Специальные трубы с теплоносителем помещаются на дно водоема и зафиксированы грузами. Благодаря высокой температуре рабочей жидкости эта система обеспечивает высокую эффективность, что сигнализирует о снижении затрат на отопление, что может быть очень выгодно для жителей более теплых климатов.
Интересный факт — некоторые насосы берут тепло и из сточных вод, что также может быть использовано как в частных домах, так и в многоквартирных зданиях.
Чтобы максимально снизить риск отказа насоса и обеспечить эффективность системы, следует обратить внимание на разницу температур теплоносителя на входе и выходе теплообменников, минимальная дельта должна составлять около 5°C, а также внимательно следить за состоянием и качеством трехфазной электросети в вашем доме, поскольку это будет охранять оборудование от перепадов напряжения. Еще один важный момент — квалифицированная теплоизоляция помещений (максимально допустимые теплопотери составляют не более 100 Вт на квадратный метр).
Особенности эксплуатации тепловых насосов
Основное преимущество тепловых насосов заключается в их высокой эффективности, сравнимой с обычными электрическими обогревателями или кондиционерами. Следовательно, даже при использовании современных, экономичных нагревателей вырабатываемое количество тепла будет примерно равным затратам на электроэнергию.
Однако тепловые насосы имеют неоспоримые преимущества, поскольку производят от 3 до 7 раз больше тепловой энергии (COP) по сравнению с объемом электроэнергии, который они потребляют. COP — это единица измерения эффективности теплового насоса.
К другим важным достоинствам системы теплового насоса можно отнести:
Длительный срок эксплуатации. Если соблюдаются инструкции по эксплуатации и проводятся профилактические осмотры, насосы могут работать без поломок более тридцати лет. Единственным уязвимым местом системы является компрессор, чья замена может потребоваться ежегодно с интервалом в 15-20 лет.
- Значительная экономия на топливе. В условиях роста цен на энергоносители в России тепловые насосы способны существенно сэкономить финансирование в долгосрочной перспективе.
- Гибкость применения. Большинство моделей тепловых насосов имеют одну важную функциональность — обратимость: в жару в летнее время они способны охлаждать помещения.
- Полная автоматизация. Правильная настройка теплового насоса позволяет полностью автоматизировать его работу: пользователю необходимо лишь установить желаемую температуру на отопление в зимний период и желаемую на охлаждение в летние месяцы.
- Разнообразие географических условий. Разнообразие типов тепловых насосов позволяет им функционировать в широком диапазоне регионов и климатических условий: для устройства источником тепла может выступать земля, воздух или вода.
- Перспективы полной автономии. Если использовать солнечные батареи в качестве источника энергии, можно построить полностью автономный дом, который будет обеспечивать вас теплом, электроэнергией и водой в любом, даже самом удаленном уголке.
- Минимум поставленных требований к обслуживанию. Надежность и долговечность этих агрегатов делают их эксплуатацию недорогой.
- Абсолютно бесплатный источник тепла. За воздух, которым мы дышим, воду, находящуюся в нашем окружении, и землю, на которой мы живем, мы не платим; это делает их неисчерпаемым источником получения тепла.
Тем не менее, у такой системы есть свои недостатки:
- Высокая первоначальная стоимость самого устройства и его установки. Из-за значительных стартовых затрат тепловые насосы не окупаются быстро — в среднем срок окупаемости составляет от 3 до 7 лет. Быстрее всего окупаются модели тепловых насосов с воздушным источником тепла, так как их установка требует минимальных затрат.
Все системы требуют работы с низкотемпературными теплопередачами. Хорошо работает тепловой насос в системах с теплым напольным отоплением, где температура колеблется в рамках 35-40°C.
Людям, планирующим покупку такого устройства, рекомендуется обратить внимание на следующие критерии:
Выбираем тепловой насос: основные критерии
- Климатические условия в вашем регионе. Лишь ограниченное число моделей подойдут для зим с низкими температурами.
- Наличие свободных участков. Например, для геотермальных насосов нужны свободные площади под установку, а для гидротермальных — наличие грунтовых вод и водоемов в данной местности.
- Размер отапливаемых объектов и энергоэффективность. Чем больше дом, тем дороже будет тепловой насос, так как мощные модели предполагают значительные затраты на установку.
- Ваш бюджет на покупку. Наиболее щадящие затраты имеют воздушные тепловые насосы, не требующие серьезных расходом на установку.
- Расчет необходимой мощности теплового насоса. Для определения требований к необходимой мощности нужно знать следующие параметры: тепловую мощность системы, общую площадь поверхности труб испарителя и конденсатора, а также объем рабочей жидкости (хладагента).
Удобным решением станет использование электронного калькулятора для расчетов. Вам нужно будет ввести:
общую площадь и высоту потолка дома (отопливаемая площадь),
- Местоположение проживания (определяется средняя температура воздуха),
- Энергоэффективность недвижимости (надо учитывать степень теплоизоляции вашего дома) — это даст возможность рассчитать необходимую мощность теплового насоса.
Пример расчета: для отопления дома площадью 150 м² котельное устройство должно иметь мощность 11-13 кВт.
Более выгодным вариантом может стать тепловой насос «воздух-воздух», так как его конструкция часто требует незначительных работ для обычной внутренней системы горячего водоснабжения.
Большинство негативных отзывов о тепловых насосах связано с неверным выбором устройства. При выборе подходящей модификации обратите внимание на следующие параметры:
Как подобрать тепловой насос для отопления дома
Производительность и дополнительные функции.
- Производитель.
- Стоимость самого теплового насоса и проведения монтажных работ.
- Для точных расчетов потребуется помощь экспертов. Выполнить все расчеты самостоятельно практически не получится без имеющегося специализированного опыта.
Предварительно тепловой насос для отопления дома можно рассчитать, следуя следующим рекомендациям:
Как рассчитать мощность теплового насоса
Определите отапливаемую площадь вашего дома и необходимую тепловую мощность, которую он должен иметь.
- Тепловая мощность системы составляет 0,7 кВт на каждые 10 м² отапливаемой площади.
- Таким образом, для отопления дома площадью 200 м² потребуется тепловой насос с мощностью 14 кВт. Если вы планируете одновременно обогревать горячую воду для бытовых нужд, результат увеличивается на 10-20%.
- Для получения точных результатов можно воспользоваться онлайн-калькуляторами на сайтах производителей, где вам нужно будет указать:
- Общую площадь пола и количество точек врезки;
- Тип системы отопления.
Для определения мощности в следующем расчёте также следует учитывать производителя агрегата. На рынке присутствуют системы, произведенные как в России, так и за границей. Исследуйте предлагаемые устройства, начиная с проверенных мировых лидеров в области оборудования.
Производители теплонасосов
Европейские компании занимают лидирующие позиции в производстве тепловых насосов. Все устройства проходят тщательное проектирование и изготовление, имеют гарантии от производителя и полностью соответствуют заявленным техническим характеристикам.
К числу наиболее популярных производителей можно отнести:
— Компания Viessmann, которая активно инвестирует в новые технологии, предлагает широкий ассортимент тепловых насосов, использующих низкопотенциальную энергию воздуха, воды и земли. Бытовая техника Viessmann зарекомендовала себя как лучшая в своем классе и неоднократно удостаивалась престижных наград; — Главный конкурент Viessmann, группа Buderus, производит почти все типы тепловых насосов. Особого внимания заслуживают сплит-системы, предназначенные для отопления и обеспечения горячей воды; некоторые модели Buderus могут достигать 60 кВт.
-
Российские компании, занимающиеся производством тепловых насосов также проявляют активность на этом рынке.
Компании, расположенные в России, могут не иметь столь значительного опыта в производстве энергосберегающих систем отопления, как немецкие производители, но их изделия адаптированы к условиям эксплуатации в России:
БРОСК» – российская компания из Калужской области, создающая промышленную систему отопления, использующую возобновляемые источники тепла; мощность тепловых насосов этой компании варьируется от 10 до 10 000 кВт.
- Хенк – компания, быстро завоевывающая рынок энергосберегающих технологий с 2008 года, делает акцент на минимизации применения автоматизации, что значительно снижает стоимость тепловых насосов при сохранении производительности. Применяются комплектующие от зарубежных производителей, а вся продукция компании сертифицирована на соответствие качеству и разрешена к эксплуатации.
- Получив тепловой насос, владельцу жилого помещения предстоит решить проблему установки и размещения данного устройства. Рекомендуется выполнять монтаж квалифицированной командой, имеющей лицензию от поставщика. Тем не менее, существуют несколько основных рекомендаций, которые должен знать каждый владелец:
Как установить тепловой насос в доме
Современные тепловые насосы возможно устанавливать в подвале жилых зданий, обычно это касается геотермальных систем с наклонным подключением к контурным трубкам. В таком случае коллекторный колодец можно установить прямо под домом в его подвале.
- При установке теплового насоса в многоквартирных домах требуется учесть наличие резервного источника тепла. В зимний период разные устройства оттаивают, и пауза в эти моменты может длиться 3-4 секунды, в течение которых необходимо обеспечивать необходимый уровень тепла.
- Насос может устанавливаться в любом помещении, где достаточно места для размещения накопительного бака и обеспечения доступа к оборудованию для обслуживания.
Очевидно, что обогрев дома при помощи теплового насоса требует достаточно серьезных инвестиций. В дальнейшем такая система может полностью окупить вложенные средства. Время, которое потребуется на безубыточность, составляет от 3 до 8 лет.
Технологии энергоэффективности на сегодня активно вытесняют традиционные способы отопления, и на данный момент единственным барьером на пути к их распространению остаются эти потребные капитальные вложения.
Какое отопление лучше для дома – газовое или тепловой насос
Большинство производителей уже активно развивают технологии, поэтому для применения тепловых насосов в жилищном строительстве появляются все более оптимистичные сигналы. Ожидается, что в ближайшие годы их продажи увеличатся на 10-15%.
Тепловые насосы также не ограничиваются использованием в жилых домах. Они могут применяться для отопления многоэтажек и промышленных объектов. Сравнивая производительность газовых котлов и тепловых насосов, можно четко увидеть, чем эти два устройства отличаются.
Главным недостатком, особенно заметным в многоквартирных домах, является зависимость работы тепловых насосов от колебаний внешней температуры. Геотермальные системы более устойчивы к изменениям погоды, в то время как эффективность воздушных коллекторов резко снижается при температуре ниже -15°C.
Недостатки тепловых насосов
Установка геотермальных насосов может увеличить общую стоимость системы на 30-40%. Для этого потребуются специальные машины и оборудование, тогда как цены современных моделей могут достигать 1200-1400 тысяч рублей.
Для сравнения, покупка и установка газового котла обойдется всего в 200 тысяч рублей. Газовые устройства не зависят от внешней погоды, а сам процесс их установки занимает всего 1-2 дня.
Тем не менее, экономические аспекты — главные плюсы, как и у тепловых насосов, позволят вам существенно сократить затраты на отопление на период отопительного сезона, фактически, до 70% по сравнению с газовыми котлами. Для подключения не нужны специальные разрешения, с исключением геотермальных систем, где следует оформить разрешение на бурение.
Эксплуатация тепловых насосов безопасна и экологична.
Преимущества тепловых насосов
Если необходимо использовать тепловые насосы с воздушными источниками в популярны в районах с холодными зимами, то стоит позаботиться о резервном источнике тепла, чтобы в случае сильных холодов, его можно было включить. В некоторых случаях можно организовать установку системы, использующей воздушные насосы, если климат сухой и температура не опускается ниже -15 градусов.
Включение теплового насоса для отопления домов приносит выгоду и удобство. Опыт показывает, что для частных домов с площадью более 400 квадратных метров такая система дает окупаемость уже через несколько лет эксплуатации, несмотря на высокую стартовую стоимость. Владельцы небольших жилых квартир успешно разрабатывают и устанавливают тепловые насосы в соответствии с индивидуальными потребностями и предпочтениями. Вот несколько принципов приема разработки таких полезных устройств:
Как сделать тепловой насос своими руками
Первым шагом станет обретение компрессора, аналогичного тому, который используется в кондиционерах. Но прежде всего стоит приобрести именно компрессор для настенного монтажа.
- Важной составляющей конструкции будет являться конденсатор, который можно изготовить самостоятельно. Для его создания нужны медные трубки (минимальная толщина — 1 мм), размещенные в корпусе, который можно изготовить из металла или пластика. В качестве корпуса вполне подойдёт резервуар нужного размера. После того, как будет установлена трубка, половины резервуара необходимо сварить вместе и выполнить необходимые резьбовые соединения. Испаритель также может быть установлён на стене. Чтобы получить качественную катушку, необходимо обернуть медную трубку вокруг предмета подходящего диаметра, например, газового баллона. Чтобы обеспечить равномерное расположение катушек, можно использовать перфорированный алюминиевый уголок.
- Завершение установки данного устройства включает: сварку медной трубы, закачку фреона и так далее; эту работу лучше осуществлять только квалифицированным специалистам, поскольку неправильные действия могут привести к поломке устройства, а также несчастным случаям.
- Далее следует подключить конструкцию к внутренней системе отопления вашего дома.
- После этого устанавливается и подключается внешний контур — детали этого процесса зависят от типа конкретного теплового насоса.
- Прежде чем запустить систему в эксплуатацию, обязательно проверьте проводку и электросчетчик. Если оборудование изношено или устарело, его лучше заменить. Хорошая мощность для электросчетчика должна составлять не менее 40 ампер.
К сожалению, как показывает практика, не все ожидания владельцев по поводу тепловых насосов оправданы. Это чаще всего происходит из-за отсутствия необходимого термодинамического расчета. В результате может получиться система с недостаточной мощностью или слишком высокие эксплуатационные расходы при перегруженном оборудовании. Для выбора системы, способной эффективно обогревать помещения, важно учитывать теплопотери здания и многие другие характеристики. Эти расчеты целесообразно доверить профессиональному проектировщику.
Для достижения значительной экономии бюджета на отопление в предстоящие годы требуется сразу же потратить некоторые суммы на этапе планирования и установки. Срок окупаемости данной системы отопления зависит от условий ее эксплуатации.
Рентабельность и целесообразность использования тепловых насосов
Энергию, извлеченную из окружающей среды, не нужно оплачивать, и она не потребляется.
Если полы и стены вашего дома хорошо утеплены, тепловой насос будет работать максимально эффективно. Максимально допустимые теплопотери не должны превышать 100 Вт/м².
Ниже приведено сравнение расходов на отопление, зависящих от разных источников энергии.
Если вы хотите сократить расходы на отопление, вам понадобится инвестировать средства в покупку теплового насоса.
Тепловая система может быть экономично интегрирована в системы напольного отопления или настенного обогрева при рабочих температурах около 40 градусов. Отсутствие перегрева контура и замерзания теплоносителя при отключенном насосе свидетельствуют о его экономичности, что повышает надежность системы и снижает риск повреждений, а также частоту ремонтных работ и профилактических мер.
Стоимость установки данной системы зависит от ряда факторов:
- площадь отапливаемого помещения,
- тип конструкции насоса,
- особенности систем отопления и трубы, установленные в доме,
- показатели теплопотерь.
Например, для небольшого дома площадью 130 квадратных метров стоимость установки теплового насоса с наземными источниками тепла составит примерно 450 000 рублей, а установка обойдется в 300 000 рублей.
Тепловой насос «воздух-вода» обойдется приблизительно в 300 000 рублей, а его установка — 80 000 рублей. Это наиболее экономичный вариант.
Общая стоимость установки начинается с 450 000 рублей.
Самые высокие затраты будут связаны с глубокими скважинами, если необходимо учитывать параметры низкой точки замерзания при большом размере дома, например, площадью 400 квадратных метров. В этом случае стоимость оборудования составит около 800 000 рублей, а стоимость монтажа превысит 360 000 рублей, включая проектные работы, земляные работы и установку всех элементов насосной и отопительной системы.
Прямые геотермальные тепловые насосы имеют один контур прохождения. Фреон движется в нем. Это означает, что затраты на установку такого теплового насоса окажутся выше.
Тепловые насосы с грунтовым источником могут иметь либо встроенный накопительный бак, либо небольшой теплообменник. Системы VT Floor-to-air могут быть сконструированы в виде отдельных блоков с обогреваемым воздуховодом либо осуществлять нагрев воздуха через внутренние кондиционеры.
Тепловые насосы типа «воздух – вода», «воздух – воздух»
Эти устройства делятся на два типа:
Сплит-система состоит из двух блоков, соединенных с источником питания. Наружный блок включает мощный вентилятор и испаритель, тогда как внутренний содержит конденсатор и автоматизированную систему управления. Компрессор может размещаться как внутри, так и снаружи, чтобы уменьшить шум в жилых помещениях.
- Моносистема включает все компоненты в одном корпусе и может устанавливаться как внутри дома, так и снаружи, соединенные гибкой системой воздуховодов.
Если в непосредственной близости к вашему дому есть река или озеро, можно рассмотреть возможность использования теплового насоса типа «вода-вода». Мощный насос захватывает воду из пруда, прокачивает её через теплообменник, затем передает тепловую энергию хладагенту, а в дальнейшем возвращает её обратно в водоем.
Тепловые насосы типа «вода – вода»
Тепловой насос «вода-вода» является самым экономически выгодным вариантом. Однако в связи с тем, что используемая вода может быть загрязненной, необходимо предпринять дополнительные меры для предварительной очистки перед подачей в насос.
Примерная схема подключения теплового насоса «вода-вода»:
Теплообменник для пассивного охлаждения
- Расширительный бак для внешнего контура теплового насоса.
- Коллектор для охлаждения потолка.
- Расширительный бак для системы отопления.
- Группа безопасности котла (тепловой насос).
- Расширительный бак для бытовой горячей воды.
- Резервный котел (высокотемпературный) с насосом и группой безопасности.
- Подразделение системы отопления.
- Термостатический клапан для радиаторов.
- Изолятор (тепловой аккумулятор).
- Главный насос системы отопления.
- Тепловой насос вода/вода со встроенными циркуляционными насосами.
- Водогрейный бойлер косвенного нагрева.
- Циркуляционный насос для бытовой горячей воды.
- Коллектор воды.
- Коллектор для напольного отопления.
- Коллектора для радиаторов.
В итоге необходимо подвести итог. Первоначальные затраты на систему отопления с тепловым насосом и ее конструкция довольно высоки. Тем не менее, с учетом низких затрат на отопление, эти инвестиции могут быть быстро оправданы, и в будущем можно будет продолжать использовать альтернативные источники для обогрева помещений.
