Насосы типа «вода-вода»
Разместить на дне близлежащего водоема полиэтиленовые трубы коллектора может практически любой человек. Для этого не понадобится больших профессиональных знаний, навыков, инструментов. Достаточно равномерно распределить витки бухты по поверхности воды. Между витками должно быть расстояние не менее 30 см, а глубина затопления не менее 3 м. Затем надо привязать грузы к трубам, чтобы они ушли на дно. Тут вполне подойдет некондиционный кирпич или природный камень.
На монтаж коллектора ТН типа «вода-вода» потребуется значительно меньше времени и денег, чем при рытье траншей или бурении скважин. Расходы на приобретение труб также будут минимальными, поскольку съем тепла при конвективном теплообмене в водной среде достигает 80 Вт/м. Очевидная выгода применения ТН — не нужно сжигать углеродное топливо для получения тепла.
Альтернативный способ отопления дома становится все более востребованным, поскольку обладает еще несколькими преимуществами:
- Экологически безопасен.
- Использует возобновляемый источник энергии.
- После окончания пусконаладочных работ отсутствуют регулярные затраты расходных материалов.
- Автоматически регулирует нагревание внутри дома по температуре наружного воздуха.
- Срок окупаемости начальных затрат 5–10 лет.
- Можно подключить бойлер для горячего водоснабжения коттеджа.
- Летом работает как кондиционер, охлаждая приточный воздух.
- Срок службы оборудования — более 30 лет.
- Минимальные энергозатраты — генерирует до 6 кВт тепла при использовании 1 кВт электричества.
- Полная независимость отопления и кондиционирования коттеджа при наличии электрогенератора любого типа.
- Возможна адаптация к системе «умный дом» для дистанционного управления, дополнительной экономии энергии.
При проектировании системы энергоснабжения следует учитывать, что на перекачивание насосом теплоносителя по внешнему контуру расходуется электроэнергия. Чем больше длина труб, изгибов, поворотов, тем менее выгоден ТН. Оптимальное расстояние от дома до берега — 100 м. Его можно удлинить на 25 % за счет увеличения диаметра труб коллектора с 32 до 40 мм.
Лучшие тепловые насосы для отопления
Воздушные тепловые насосы могут использоваться для отопления частных домов или офисов. Чаще всего оборудование способно работать только при плюсовой температуре, что существенно ограничивает область применения. Вот несколько эффективных моделей для российского климата.
Hitachi Yutaki S RWM-3.0NE/RAS-3WHVNP
Рейтинг: 4.9
Известный японский производитель бытовой техники Hitachi поставляет на российский рынок качественное климатическое оборудование. Тепловой насос Yutaki S RWM-3.0NE/RAS-3WHVNP становится победителем нашего рейтинга по ряду причин. В первую очередь эксперты отмечают инновационность разработки. Сплит система состоит из двух привычных блоков (внутренний и наружный), демонстрируя высокую энергоэффективность. Агрегат способен работать при температуре до -25°С, используя самый доступный источник энергии. Такие тепловые насосы можно встретить в разных городах России, начиная с гостиничных комплексов и заканчивая частными домами.
Пользователи довольны оптимальным сочетанием цены и эксплуатационных свойств, экономичной работой и эффективностью.
- инновационные технологии;
- высокая энергоэффективность;
- хорошие эксплуатационные свойства.
не обнаружены.
Lessar LSM-H080HFA2 8 кВт
Рейтинг: 4.8
Высокой мощностью обогрева (8 кВт) обладает тепловой насос Lessar LSM-H080HFA2. Техника хороша еще и тем, что издает минимум шума (32 дБ). Система предназначена для использования в частных домах и офисных помещениях. Прибор может стать надежным источником тепла для систем отопления с радиаторами или теплыми полами. Тепловой насос способен нагреть воду до отметки 60°С, использовать климатическую установку можно и в режиме обогрева, и в режиме охлаждения. Однако есть несколько моментов, которые не позволили победить в нашем рейтинге.
Тепловой насос имеет большой вес (63 кг), мощность охлаждения ниже, чем у лидера (6,3 кВт). Уступил прибор и в инновационности, вместо инверторного управления компрессором производитель установил линейную модель.
- высокая мощность обогрева;
- низкий уровень шума;
- широкая сфера применения.
- большой вес;
- линейный компрессор.
Mitsubishi Electric PUHZ-SW50VHA
Рейтинг: 4.7
На третье место нашего рейтинга попал японский тепловой насос Mitsubishi Electric PUHZ-SW50VHA. Уступает он лидерам в мощности обогрева (6 кВт) и охлаждения (4,5 кВт). От взора экспертов не ускользнул и такой негативный фактор, как высокий уровень шума (46 дБ). При этом такие параметры, как компактные размеры и небольшой вес выступили в качестве положительных характеристик.
Наружный блок можно подключать к теплообменнику, работающему по схеме «фреон-вода». Благодаря такой компоновке тепловой насос способен работать в регионах с холодным климатом. Производитель предусмотрел возможность увеличения мощности климатической системы, поэтому несколько тепловых насосов можно объединить в один каскад, используя специальные контроллеры.
Особенности установки теплового насоса для бассейна
Особенности монтажа теплового насоса будут в первую очередь зависеть от его конструкции. В случае с системами вода-вода и грунт-вода без помощи бригады специалистов не обойтись. Более простые в установке насосы системы воздух-вода можно попробовать установить самостоятельно.
Как правило, комплект поставки агрегата снабжается подробными инструкциями по его сборе. Все элементы воздушного теплового насоса монтируются на открытые поверхности, без заглубления. По сути, монтаж такой системы будет включать в себя установку комплектных блоков и объединение их в единую сеть посредством трубопроводов и электрических кабелей.
Так как отапливаемый объект является водным, в районе его расположения преобладает высокая влажность. Этот фактор требует особого внимания ко всем работам по устройству системы электроснабжения насоса.
В связи с этим все области электрических контактов подлежат тщательной изоляции. Кроме того, каждый токопроводящий блок конструкции должен быть заземлен.
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:
- 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.
- Подогретый газ поступает в компрессор, где в процессе сжатия еще более нагревается.
- 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.
- 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.
Тепловые насосы — расчёт отопления.
Отопление загородного дома тепловым насосом или дома в черте города, в плане расчётов зависит от многих факторов. Но всё же можно выделить общие тенденции в расчётах.Коэффициент преобразования — определяет эффективность геотермального насоса. Этот коэффициент характеризуется соотношением полученного тепла и потраченной электроэнергией. Обычно, при правильном монтаже системы, такой коэффициент составляет около пяти. Другими словами 1 кВт потраченной электроэнергии даёт 5 кВт тепловой энергии.
Путём несложных математических махинаций можно вычислить стоимость одного кВт тепла, например с учётом тарифов в Украине. Тариф на март 2015 года составляет 30,84 коп за кВт/ч. Таким образом стоимость кВт тепла, которое произведено в системе отопления тепловым насосом, составляет около 7 копеек.
Достоинства и недостатки (heat pump) теплового насоса
Положительные стороны использования теплового насоса: 1. Воздух – постоянно окружающая нас материя. В любое время из него можно взять тепло. 2. Устройство достаточно надежное и не требует высоких растрат на электроэнергию. 3. Сборка и установка производится легко и быстро. 4. Тепловой насос не занимает много пространства.
Какими недостатками обладает тепловой насос: 1. Это относительно не дешевое устройство, по сравнению с газовым, дизельным или твердотопливным котлом. 2. Хотя для теплового насоса не требуется много места, есть вероятность того, что вам придется выкроить для него уголок в любимом саду. 3. В отличие от солнечных систем, тепловой насос не может работать бесшумно.
Как выбрать накопительный водонагреватель?
Основные параметры:
- способ подключения воды: безнапорный тип либо ручное управление. В последнем случае нужно особо внимательно следить за уровнем жидкости в баке.
- объем бака: на одного человека хватает 10-50 литров кипятка в сутки, на двоих — 30-50 литров, на троих от 80-ти до 100;
- мощность: электрические модели мощнее газовых (если режимов несколько — это дополнительный плюс производителю);
- панель управления: сенсорная модная, но чаще ломается и её сложнее ремонтировать; механическая не так красиво выглядит, но гораздо практичнее;
- напольное или настенное размещение: для объемного нагревателя подойдет размещение только на полу;
- материалы: оцинкованная сталь дешевле прочих, но и служит недолго; керамическое покрытие имеет ограничения по окружающей температуре; титан самый дорогой, но и самый удобный во всех смыслах.
Daikin MCK75JVM-K
Комплекс со стильным дизайном и внушительными габаритами. Он оснащён наибольшим числом фильтров: катехиновый, гофрированный (работает вместе с плазменным ионизатором), дезодорирующий каталитический, с титаносодержащим минералом. В отличие от многих описанных моделей, не содержит НЕРА-фильтр, который требует частой замены. Поэтому эксплуатационные расходы комплекса снижаются. Содержит источник стримерного разряда для разрушения спор плесени и бактерий и избавления от неприятного запаха. 6 режимов очистки, включая ночной, турбо и антипыльца. Скорость он может выбирать автоматически в зависимости от данных датчиков пыли и запаха. Это один из немногих агрегатов в обзоре с управлением пультом, а не только кнопками на корпусе. Бак для воды небольшой – всего 4 л. Этого хватает на день работы при малых оборотах. При необходимости увлажнить воздух в помещении 40 кв. м потребуется долив 2–3 раза за день. Скорость увлажнения можно устанавливать или он сам выберет необходимую. Картридж для дезодорации можно помещать в шкаф, автомобиль. Затем его потребуется поместить в специальный отсек комплекса, где он вернёт свои функции.
Преимущества:
- Очень тихая работа на ночном режиме.
- Может работать самостоятельно, без настроек пользователя (в авторежиме). Сам выбирает скорость и режим. Например, при наличии пыли, сигаретного дыма усиливает работу вентилятора.
- Для каждого фильтра предусмотрен индикатор замены (срок службы – 1 год).
- Быстро увлажняет. С 30% до 50% поднимает за час.
- Чувствительные датчики пыли, запаха.
Недостатки:
- Нет индикатора заполнения бака, что недопустимо для комплекса высокого ценового сегмента.
- Резервуар для воды хотелось бы побольше.
- Шаг таймера – 4 часа, что не очень удобно.
- У лотка есть выемка, откуда трудно удалять налёт.
- Система залива воды не очень нравится покупателям (бак нужно доставать).
Цена Daikin MCK75JVM-K – 55 тыс. рублей. Он имеет запоминающийся дизайн, отличается от конкурентов многофункциональностью: многоуровневое очищение воздуха, увлажнение, дезодорирующий картридж. По скорости и качеству увлажнения эффективнее, чем Venta. Удобно эксплуатировать, обслуживать. Можно рекомендовать к покупке.
10 лучших климатических комплексов до 15000 рублей по отзывам покупателей
Как подключить тепловой насос
Что касается сплит-систем, то они, обычно состоят из нескольких частей, обычно двух: внешнего и внутреннего блоков. Эти части (блоки) соединены между собой медными трубопроводами, в которых циркулирует фреон. И поэтому самостоятельно установить сплит-систему крайне проблематично, не обладая должными знаниями и соответствующим инструментом.
А тепловые насосы чаще всего встречаются в виде моноблоков, т.е. это один наружный блок, внутри которого смонтированы несколько теплообменников. И с каждого теплообменника сделан выход в корпусе насоса. Именно поэтому подключение теплового насоса к хоть какой системе отопления очень простое:
- установили тепловой насос;
- подсоединили токоподводящий кабель;
- прикрутили две или четыре гибких подводки, типа «гигант» к выходам «подачи» и «обратки» теплового насоса и системе отопления и системе горячего водоснабжения;
- подсоединили контроллер;
- включили и настроили, при необходимости.
Как вы видите, монтаж чрезвычайно прост, и с ним легко справится любой человек, умеющий думать головой и руки которого, растут из нужного места.
В частном доме подсоединение теплового насоса к готовой системе отопления занимает максимум полдня. Это с прокладкой проводов, и установкой контроллера.
Следует знать, что тепловые насосы тоже бывают разные, как по типу исполнения, так и температурному графику работы. И соответственно, они предназначены для решения различных типов задач.
Где то нужно сделать отопление в доме с помощью теплового насоса, также сделать приготовление горячей воды, и вы мечтаете тепловым насосом еще этот дом и охлаждать, то это одна задача. Если хотите применять тепловой насос только для отопления, то это другая задача.
Тепловой насос это весьма сложное и специфическое оборудование, и при этом достаточно не дешевое, поэтому лучше заранее подумать о том, какие задачи вы хотите решить с помощью теплового насоса, а потом уже подбирать оборудование.
Расчет мощности теплового насоса для бассейна
Существует формула для ориентировочного расчета необходимой мощности теплонасоса для бассейна. Она выглядит следующим образом:
Условные обозначения:
- P – мощность в киловаттах;
- 16 – коэффициент, делающий поправку на потерю тепла водой вследствие испарения;
- ΔT – разница между исходной и конечной температурой воды;
- t – время в часах, требуемое на разогрев воды в бассейне;
- V – объем воды в бассейне в метрах кубических.
Стоит понимать, что этот расчет достаточно приблизителен и усреднен. Данная формула не учитывает множество факторов, таких как температура воздуха в помещении или на улице, вентиляцию помещения и так далее. Для наиболее точного определения мощности теплонасоса для конкретного бассейна лучше проконсультироваться со специалистом.
Экономическая эффективность
Как мы выяснили, система автономного отопления и горячего водоснабжения нуждается в источнике тепловой энергии. Какой параметр этого источника наиболее важен для владельца? Разумеется, цена киловатт-часа тепла: чем она меньше, тем меньше будут расходы на отопление и ГВС.
Давайте сравним по этому параметру разные теплогенераторы. Приведенные ниже цены не претендуют на абсолютную точность, поскольку сильно зависят от местных условий (насыщения рынка соответствующими предложениями, коммунальных тарифов и т.д.); однако они позволяют составить представление о соотношении расходов при разных способах нагрева воды для ГВС и теплоносителя отопительной системы.
Изображение | Источник тепла и стоимость киловатт-часа тепловой энергии |
Если дом газифицирован, вы уже обеспечены самым дешевым теплом |
Природный газ с подачей из магистрали газоснабжения — 0,7 рубля |
В 21 веке дрова остаются одним из наиболее доступных энергоносителей |
Сухие дрова — 1,2-1,4 рубля |
Уголь-антрацит |
Каменный уголь — 1,4-1,7 рубля |
Пеллеты — гранулированные отходы деревообработки |
Пеллеты — 1,6-1,8 рубля |
Установка газгольдера во дворе частного дома |
Сжиженный газ с подачей из газгольдера — 2,4-2,8 рубля |
Колонка с дизтопливом на автозаправке |
Дизельное топливо — 3,4-4 рубля |
Ввод электроэнергии в частный дом |
Электроэнергия (приборы прямого нагрева) — 4-5,5 рублей |
Соотношение цен говорит само за себя: выгоднее всего отапливать дом и греть воду газом. Электрическое автономное отопление и водоснабжение — явный аутсайдер.
Что такое тепловой насос для отопления частного дома? Как работает?
Специальное устройство, которое способно извлекать тепло из окружающей среды называется тепловой насос.
Применяются такие приборы в качестве основного или дополнительного метода обогрева помещений. Некоторые устройства также работают на пассивное охлаждение здания — при этом насос применяется как для летнего охлаждения, так и для зимнего обогрева.
В качестве топлива используется энергия окружающей среды. Такой обогреватель извлекает тепло из воздуха, воды, грунтовых вод и так далее, поэтому это устройство относят к классу возобновляемых источников энергии.
Важно! Для работы таких насосов требуется подключение к электросети. В состав всех тепловых аппаратов входит испаритель, компрессор, конденсатор и расширительный клапан
В зависимости от источника тепла различают водяные, воздушные и другие устройства
Принцип действия очень похож на принцип работы холодильника (только холодильник выбрасывает горячий воздух, а насос поглощает тепло)
В зависимости от источника тепла различают водяные, воздушные и другие устройства. Принцип действия очень похож на принцип работы холодильника (только холодильник выбрасывает горячий воздух, а насос поглощает тепло)
В состав всех тепловых аппаратов входит испаритель, компрессор, конденсатор и расширительный клапан. В зависимости от источника тепла различают водяные, воздушные и другие устройства. Принцип действия очень похож на принцип работы холодильника (только холодильник выбрасывает горячий воздух, а насос поглощает тепло).
Большинство приспособлений работают как при положительных, так и при отрицательных температурах, однако КПД устройства напрямую зависит от внешних условий (т. е. чем выше температура окружающей среды, тем мощнее будет устройство). В общем случае прибор работает следующий образом:
- Тепловой насос вступает в контакт с окружающими условиями. Обычно аппарат извлекает тепло из земли, воздуха или воды (в зависимости от типа устройства).
- Внутри прибора установлен специальный испаритель, который заполнен хладагентом.
- При контакте с внешней средой хладагент закипает и испаряется.
- После этого хладагент в виде пара поступает в компрессор.
- Там он сжимается — благодаря этому серьёзно повышается его температура.
- После этого разогретый газ поступает в систему отопления, что приводит к нагреванию основного теплоносителя, который и используется для отопления помещений.
- Хладагент понемногу охлаждается. В конце он превращается обратно в жидкость.
- Потом жидкий хладагент поступает в специальный клапан, который серьёзно понижает его температуру.
- В конце хладагент вновь попадает в испаритель, после чего цикл нагрева повторяется.
Фото 1. Принцип работы теплового насоса типа грунт-вода. Синим цветом показан холодный теплоноситель, красным — горячий.
Преимущества:
- Экологичность. Такие устройства относятся к возобновляемым источникам энергии, которые не загрязняют атмосферу своими выбросами (тогда как в случае использования природного газа образуются вредные парниковые испарения, а для производства электроэнергии часто применяется сжигание угля, из-за чего также загрязняется воздух).
- Хорошая альтернатива газу. Тепловой насос идеально подойдёт для отопления помещений в случаях, когда использование газа затруднительно по тем или иным причинам (например, когда дом находится вдали ото всех основных инженерных сетей). Насос также выгодно отличается от газового отопления тем, что для установки такого прибора не требуется получать государственное разрешение (но при бурении глубокой скважины его все же придётся получить).
- Недорогой дополнительный источник тепла. Насос идеально подойдёт в качестве дешёвого вспомогательного источника питания (оптимальный вариант — применение газа зимой и насоса — весной и осенью).
Недостатки:
- Тепловые ограничения в случае использования водяных насосов. Все тепловые аппараты хорошо функционируют при положительных температурах, тогда как в случае работы при отрицательных температурах многие насосы перестают работать. В основном это связано с тем, что при этом вода замерзает, что делает невозможным её применение как источника тепла.
- Могут появиться проблемы с устройствами, которые в качестве тепла используют воду. Если для нагрева применяется вода, то потребуется найти её стабильный источник. Чаще всего для этого следует пробурить скважину, благодаря чему расходы на монтаж устройства могут возрасти.
Внимание! Насосы обычно стоят в 5—10 раз дороже газового котла, следовательно использование таких приборов в целях экономии в ряде случаев может быть нецелесообразно (чтобы насос окупился, потребуется подождать несколько лет)
2 Способ управления
Постоянное поддерживание циркуляции горячей воды в трубах неоправданно и неэкономично. Горячая вода не используется постоянно, например в ночное время или когда никого нет дома.
При правильно выполненной разводке труб обязательно применяется теплоизоляция. Поэтому вода, попадая в трубы, быстро не остывает. Так что периодической работы насоса достаточно, это также снимет нагрузку с насоса и системы ГВС.
Существует два метода управления- за показаниями датчика температуры или по таймеру. Принцип действия этих вариантов существенно отличается.
2.1 По датчику температуры
Температурный датчик погружается в воду внутри трубы контура. На его показания опирается блок управления насосом. Как только вода в трубах остывает до заданного температурного значения, насос включается. Таким образом вода остается постоянно нагретой, а нагрузка на оборудование снижается.
2.2 По таймеру
На таймере устанавливается время, через которое блок управления включает и выключает механизм. Чтобы правильно подобрать режим включения и выключения, необходимо знать и учитывать параметры системы ГВС. К ним относится протяженность труб, их объем, теплоизоляция и теплопотери.
У таймера есть еще одно преимущество — составление расписания для работы насоса на сутки или на всю неделю.
3 Cooper & Hunter CH-HP16SINKM
Известный американский производитель представляет универсальную тепловую систему для круглогодичного поддержания в доме комфортной температуры воздуха с минимальными затратами. Модель CH-HP16SINKM состоит из наружного и внутреннего блока, при подключении которых одновременно решается задача обогрева, кондиционирования внутреннего пространства, а также подготовки горячей воды. В систему позволительно подключать различное отопительное оборудование: фанкойлы, «теплый пол», конвекторы, радиаторы.
Кроме базовых функций, теплонасос имеет дополнительные, значительно повышающие экономичность, безопасность и удобство эксплуатации. Так, пользователь может при необходимости нагреть и даже продезинфицировать воду в ускоренном режиме, задействовав нагреватель в накопительном резервуаре, включить ночной режим или режим «Отпуск», выставить определенный уровень нагрева воздуха в доме в зависимости от погодных условий
Немаловажно, что эксплуатировать устройство с сохранением качества и стабильности работы допустимо при низких температурах снаружи – вплоть до ‒25 °C