Тепловой насос вода-вода: принцип действия, виды, особенности обустройства

Тепловой насос вода-вода: принцип работы, компоненты, особенности установки

Дата публикации: 1 апреля 2019

Организовать эффективную отопительную систему для частного дома можно разными способами. Одно из лучших решений – конструкция с тепловым насосом вода-вода. Устройство позволяет построить безопасную с экологической точки зрения систему с высоким КПД. Достаточно внушительные первоначальные затраты на покупку комплектующих и монтажные работы окупаются в течение нескольких лет. Учитывая рост цен на энергоносители, этот срок постоянно сокращается. Применение теплового насоса типа вода-вода позволяет обеспечить стабильную комфортную температуру в помещениях там, где отсутствуют соответствующие муниципальные коммуникации.

Принципы работы теплонасоса вода-вода

Конструкция подходит для организации теплоснабжения дома или хозяйственной постройки, бесперебойного поступления горячей воды. При этом забор тепла осуществляется из источников естественного происхождения: рек, озер, подземных вод. Даже в зимний период времени на глубине жидкость сохраняет положительную температуру. Есть возможность извлекать и использовать тепло, получаемое от воды, даже в лютые морозы.

У теплового насоса вода-вода принцип работы связан с циклом Карно. Суть его в следующем: перемещающееся в закрытом контуре вещество под воздействием факторов физического и термического характера меняет агрегатное состояние. Оно становится жидким, после чего снова преобразуется в газ. При этом происходит высвобождение и поглощение большого объема тепла.

Комплектующие, из которых состоит теплонасос вода-вода:

  • компрессорная установка;
  • испаритель;
  • конденсатор;
  • расширительный клапан индукционного типа;
  • система, контролирующая в автоматическом режиме главные параметры;
  • многочисленные медные трубные магистрали;
  • хладагент.

Разберем подробнее, как работает тепловой насос вода-вода. Жидкость закачивается в трубки из источника в систему, где происходит ее взаимодействие с газом (фреоном). Он закипает при +2-3 градусах по Цельсию. Происходит поглощение части тепла фреоном и всасывание его компрессорной установкой. Там газ сжимается, вследствие чего нагревается.

На следующем этапе хладагент передается в конденсатор для нагрева воды. Жидкость может разогреваться до +80 градусов. Далее она движется по трубам отопительной конструкции. После охлаждения вода направляется в испаритель, затем происходит слив жидкости в приемной скважине. Фреон после пребывания в конденсационном устройстве переходит в жидкое состояние. Затем он направляется в дроссель, откуда возвращается в изначальный пункт. Далее происходит возобновление цикла.

Что учесть при монтаже теплового насоса своими силами

Имея хорошую теоретическую подготовку, можно выполнить монтаж теплового насоса вода-вода своими силами. Есть разные варианты реализации агрегата, которые подходят для организации отопления как в жилых домах, так и в хозяйственных сооружениях. Оборудование эффективно при работе с площадями 50-150 кв м.

При выборе теплонасоса важно учесть следующие нюансы:

  • степень жесткости воды,
  • наличие дополнительных функций,
  • режим работы агрегата,
  • мощность насосной установки,
  • дополнительное оборудование.

Качество жидкости, поступающей из открытого источника, колодца или подземной скважины, напрямую влияет на стабильность работы системы. Далеко не каждый заводской или самодельный тепловой насос вода-вода способен эффективно функционировать при использовании жесткой воды, в которой содержится много железа и марганца. Важно также присутствие таких веществ, как аммиак, хлор, сероводород. Если вода жесткая, лучше приобрести более дорогие комплектующие. Они будут дополнительно защищены от коррозии.

Режим работы и мощность установки

Насос вода-вода может быть единственным источником тепловой энергии или работать параллельно с другими системами. В первом случае выполняется установка теплового насоса вода-вода, поддерживающего моновалентный режим функционирования. Только с помощью таких агрегатов можно создать систему отопления, которая будет работать на 100% автономно. Во втором случае годятся приборы меньшей производительности, поддерживающие бивалентный режим.

Важно грамотно подобрать насосную установку по уровню мощности, исходя из потребностей. Если этот показатель избыточен, то электроэнергия будет расходоваться впустую, что влечет ненужные траты. Теплонасос также может иметь ряд дополнительных функций: систему автоматического управления, функцию подогрева воды, корпус с улучшенной изоляцией от шума и другие опции.

Дополнительные функции и оборудование

Схема теплового насоса вода-вода предполагает применение дополнительного оснащения. В системе могут использоваться:

  • погружной насос;
  • промежуточный теплообменник (позволяет предотвратить такое явление, как гидроудар);
  • насосные фильтры;
  • генератор электроэнергии для организации аварийного питания.

Фильтры очищают воду от грязевых частиц, камней, излишков марганца и железа, других элементов. Электрогенератор обеспечивает работоспособность техники при отключении центрального электроснабжения.

Монтаж теплового насоса вода-вода своими руками

На монтаже отопительной системы автономного типа можно сэкономить, если устанавливать тепловой насос вода-вода своими руками. В первую очередь необходимо приобрести компрессор, после чего прикрепить его к стене посредством кронштейна L-300. Далее требуется отыскать бак из нержавейки емкостью минимум 100 л, который подойдет для изготовления конденсатора. Он разрезается пополам, после чего внутрь помещается змеевик (можно взять медную трубку от холодильника со стенками толщиной от 1 мм). Изогнутое изделие подготавливают путем наматывания трубки из меди вокруг газового либо кислородного баллона.

На следующем этапе две части бака соединяют посредством сварки. Предварительно подготавливаются резьбовые соединения. Эксплуатация геотермального теплового насоса вода-вода невозможна без применения испарителя. Его можно изготовить из пластиковой емкости на 60-80 литров. Внутри нее также должен находиться змеевик. Испаритель крепится к стене посредством L-кронштейна подходящего размера.

Необходимо позаботиться о доставке и сливе воды. С этой целью можно использовать трубы, применяемые при обустройстве водопровода. После предварительной подготовки следует обратиться к специалисту по холодильному оборудованию для финальной сборки системы, проведения сварочных работ и закачки фреона.

Я так понимаю, можно и теплый водяной пол сделать таким образом? Насколько он эффективнее и дешевле, чем электрический, не подскажете? И как быть с таким насрсом, если потребуется отлучиться на несколько дней в димнее время, насколько он безопасен?

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Тепловой насос вода-вода: принцип действия и виды

Для обеспечения полноценного отопления и подачи горячей воды в частный дом зачастую используется тепловой насос вода-вода, который в качестве источника тепла применяет природные водные ресурсы. Такая система актуальна в том числе в силу своей экологичности, а также не подразумевает использования расходников в процессе эксплуатации, что только повышает ее востребованность.

Принцип действия теплового насоса вода-вода

В качестве рабочего вещества – хладагента – в таком климатическом оборудовании используется вода, поставляемая из природного источника или скважины. Использовать такие установки можно на протяжении всего года, так как на определенной глубине источников температура воды всегда остается положительной, а потому из нее можно получать тепловую энергию на протяжении всего года, независимо от сезона.

В процессе эксплуатации специальный насос нагнетает воду из источника по трубкам в тепловую установку, где она воздействует на фреон, главным свойством которого является способность к закипанию при достижении температуры до +2-3°C. Некоторая доля тепла передается из воды во фреон, после чего всасывается компрессором, где хладагент сжимается, вследствие чего его температура повышается. После этого хладагент отправляется на конденсатор, а горячее вещество нагревает жидкость до требуемой температуры, после чего она уже транспортируется по трубам отопления.

Охлажденная вода передается на испаритель, после чего слив ее осуществляется в специально предназначенную для этой цели приемную скважину. Хладагент в конденсаторе переходит в жидкую форму и скапливается на дне элемента, после чего отправляется на прежнее место.

Как подобрать наиболее подходящий источник воды

Для того чтобы тепловой насос вода-вода функционировал без нареканий, следует правильно подобрать подходящий источник воды, так как далеко не каждый водоем или специально обустроенная скважина подойдут для этой цели. Немаловажное значение имеет качество самой воды, однако с этой проблемой можно справиться, используя полноценную систему фильтрации.

Так, в качестве источника воды для эксплуатации теплового насоса можно выбрать любой водоем, расположенный не далее 100 метров от постройки, которую предстоит обогревать подобным образом. Если такой источник тепловой энергии отсутствует, то, вероятно, придется пробурить скважину. Важно понимать, что предсказать, как поведет себя открытый источник можно с большей достоверностью, нежели, когда речь идет о грунтовых водах, а потому в идеале это все-таки должен быть водоем.

Особенности эксплуатации теплового насоса

Осматривать узлы насоса, независимо от того, какой именно источник энергии используется в процессе его эксплуатации, рекомендуется ежегодно, с аналогичной периодичностью следует выполнять элементарные мероприятия технического обслуживания, которые подразумевают смазку отдельных элементов, отслеживание корректности работы в процессе перекачивания воды и др. Отдельные варианты оборудования требуют более частой профессиональной проверки, в ходе которой можно выявить:

  • наличие подтекания машинного масла, если в контуре имеются трещины;
  • качество соединений и креплений;
  • наличие неисправностей в проводке;
  • уровень давления в контурах и емкостях.

Перечисленные проблемы с легкостью устраняются силами специалистов компании «Альянс Эйр».

Выбора теплового насоса вода-вода – дело ответственное, а потому справиться с ним, не прибегая к услугам специалистов, сможет далеко не каждый. Подобная самодеятельность в лучшем случае может обернуться неэффективностью выбранного оборудования, если же за дело берется специалист компании «Альянс Эйр», то с его помощью можно подобрать идеальный тепловой насос в зависимости от того, в каком регионе его предстоит использовать.

Выводы

На данный момент именно тепловой насос вода-вода пользуется повышенным спросом благодаря тому, что такое оборудование экологически безопасно и позволяет обогревать площади, достигающие 150 метров. Если необходимо обеспечить отопление в более крупных строениях, то для этой цели следует подобрать инженерные изыскания большей мощности.

Что такое тепловой насос вода-вода – принцип работы и монтаж

В своей работе, водяной теплонасос использует тепло, получаемое из любых источников: открытых водоемов, артезианских скважин, колодцев и т.д. При условии грамотных расчетов, система способна отопить частный дом и промышленное здание в течение всей зимы.

Как работает тепловой насос системы вода-вода

Общий принцип работы теплового насоса вода-вода, можно описать следующим образом:

    Первичный теплообменник – контур, по которому циркулирует хладагент, располагают на дне водоема, глубже, чем 3 метра над уровнем поверхности. На этой глубине, вода не промерзает и даже зимой сохраняет плюсовую температуру. Циркулируя по водяному контуру, антифриз нагревается до 6-8 градусов, после чего подается в корпус теплонасоса.
    Существует вариант, который предусматривает использование скважины для насоса типа вода-вода. В таком случае, осуществляется забор жидкости из источника, с последующим возвратом в другую скважину, расположенную рядом. При этом отсутствует необходимость в антифризе, используемого для передачи энергии. Вода перекачивается через теплообменник, отдавая тепло при непосредственном контакте.

Теплообменник насоса вода-вода – строго говоря, устройство имеет два модуля, которые по принципу работы напоминают теплообменник – испаритель и конденсатор. В первом происходит испарение фреона. При этом хладагентом поглощается низкопотенциальная энергия, извлеченная из воды. Фреон, в газообразном состоянии, подается в компрессор.

Читайте также:  Как сделать биокамин своими руками: инструкция по сборке

  • Дальше требуется преобразовать низкопотенциальную энергию в тепло, достаточное, чтобы нагреть теплоноситель. Для этого, тепловые насосы вода-вода используют компрессор, где под давлением фреон разогревается, после чего поступает во второй теплообменник, называемый конденсатором.
  • Если при испарении хладагент поглощает большое количество тепла, то во время обратного преобразования в жидкость, энергия выделяется заново. Только теперь, минимальная температура на выходе, составляет не 6-8°С, как было в начале, а 40-70°С. Чтобы преобразовать фреон в газообразном состоянии обратно в жидкость, его под давлением подают в конденсатор. Хладагент конденсируется на стенках, которые расположены в накопительной емкости, подключенной к системе отопления. В результате, разогревается теплоноситель и вода для горячего водоснабжения.

    Режим работы ТН вода-вода эффективен по той причине, что озеро или другой водоем, никогда не замерзают полностью. Льдом покрывается только поверхность, создавая надежную теплоизоляцию. Подобный принцип действия настолько эффективен, что становится возможным применение ТН вода-вода в северных регионах России.

    Особенности выбора ТН вода-вода

    Отопление дома тепловыми насосами по типу вода-вода, будет эффективным только при условии грамотного выбора оборудования. По этой причине рекомендуется, чтобы в выборе подходящей станции, участвовал специалист.

    Во время подбора насоса учитывают следующие нюансы:

    1. Производительность.
    2. Завод – изготовитель.
    3. Стоимость установки и монтажа.

    Обращают внимание на наличие дополнительных возможностей станции:

    • Управление – система автоматического управления отопления жилым домом, дает возможность создать наиболее комфортные условия для проживания. Управление, после установки контроллера, осуществляется через любое мобильное устройство или пульт ДУ.
    • Нагрев воды ГВС – еще одна дополнительная функция, в некоторых тепловых насосах для отопления вода-вода, с использованием водоема, отсутствует (особенно в старых моделях).

    Как показывает практика, учесть все нюансы подбора тепловой станции, без квалифицированной консультации, вряд ли получится. Но покупатель должен хорошо понимать несколько основных правил, связанных с выбором.

    Как сделать расчет мощности ТН вода-вода

    Изготовление альтернативного отопления дома тепловым насосом системы вода-вода, начинают с составления грамотного проекта, включающего расчет мощности оборудования. Производительность высчитывают в зависимости от фактических потребностей здания в тепловой энергии. Учитывают дополнительные расходы тепла, с учетом теплопотерь здания и наличие контура ГВС.

    Методика расчета теплового насоса заключается в следующем:

    • Высчитывается общая отапливаемая площадь здания.
    • В расчетах учитывают соотношение площади к необходимому количеству тепловой энергии, как 10 м² = 0,7 кВт.
    • Чтобы протопить небольшой дом на 100 м², потребуется станция на 7 кВт, 200 м² – 14 кВт.
    • Для ГВС, дополнительно добавляют к полученному результату 15-20% запаса.

    Предварительный расчёт насоса типа вода-вода, проведенный подобным способ, применим для зданий со средней теплоизоляцией и высотой потолков не более 2.7 м. Точные вычисления выполняют специалисты, во время изготовления проекта отопления дома.

    Производители тепловых отопительных насосов вода-вода

    Тех-характеристики выбираемого теплового насоса: производительность, длительность эксплуатации и коэффициент СОР, напрямую зависят от производителя отопительного оборудования. Поэтому выбору изготовителя уделяют достаточно времени.

    Судя по отзывам покупателей, наибольшей популярностью пользуется продукция следующих производителей:

    • Nibe – в отличие от других производителей, шведская компания занимается производством отопительного оборудования, работающего исключительно на возобновляемых источниках тепловой энергии, что отражается на качестве, производительности, экономичности и других характеристиках оборудования.
      Системы Nibe легко интегрируются в уже существующее отопление, подключаются к солнечным коллекторам (также выпускаются компанией), делая систему обогрева полностью автономной и независимой от традиционных видов топлива.
    • Vaillant – немецкая компания наладила выпуск систем geoTHERM, предназначенных для отопления и ГВС. Модели имеют высокий показатель СОР. Предназначены для использования в жилых и промышленных зданиях. Нагрев теплоносителя на выходе составляет 60-65°С.
      Серия Vaillant geoTHERM имеет звукоизоляционное исполнение, что позволяет устанавливать станцию непосредственно в жилых помещениях.
    • Mammoth – американская компания, продукция которой на рынках России и СНГ стала доступной с 2007 г. главным направлением компании является изготовление систем климат контроля: кондиционеров, тепловых насосов, использующих тепло воздуха, солнца, земли и воды.
      Особого внимания заслуживает серия Mammoth 3 в 1. Модель, совмещающая в себе три важных функции: нагрев и охлаждение помещения, подогрев ГВС, при этом максимальная производительность составляет 46 кВт.

    Стоимость установки теплового насоса отопления вода-вода

    Наиболее эффективный обогрев дома осуществляется насосом вода-вода. На теплоэффективность станции практически не влияют изменения погодных и температурных условий. Приобретение станции, несмотря на серьезные первоначальные вложения, окупится уже через несколько лет эксплуатации.

    Монтаж насоса вода-вода, при условии наличия водоема, выполняется достаточно быстро и не требует больших затрат, но, если планируется использовать скважины, потребуются дополнительные расходы. Понимая это, большинство производителей указывают стоимость оборудования, учитывая стоимость монтажных работ. В зависимости от производителя, теплонасос обойдется в следующую сумму:

    • Mammoth 5 кВт – 350-400 тыс. руб.
    • Nibe 5 кВт – 300-450 тыс. руб.
    • Vaillant 5 кВт – от 500 тыс. руб.

    Суммы приведены приблизительно и могут варьироваться, в зависимости от компании, оказывающей услуги по продаже и обслуживанию оборудования.

    Как правильно установить ТН вода-вода

    Высокий КПД ТН вода-вода также зависит от грамотного подключения модулей. Причем основную сложность вызывает правильная укладка контура на дно водоема или монтаж зондов в скважину артезианского источника. Может потребоваться создание искусственного водоема. В любом случае, во время проведения установки теплового насоса вода-вода для отопления дома, руководствуются следующими правилами:

      Открытый водоем для теплового насоса не должен находиться дальше, чем 100 м от отапливаемого помещения. Чтобы предотвратить промерзание водяного контура, минимальная глубина озера не менее 3 м. Для теплового насоса вода-вода нужен водоем с достаточной площадью для размещения на дне коллектора.

    Устройство теплового насоса отопления вода-вода практически идентично тому, что используется в геотермальных установках. Единственным отличием является то, что для получения тепловой энергии используется контур, уложенный на дно водоема, либо погруженный в скважину. Как вариант, используется забор воды из скважины или колодца, в дальнейшем пропускаемой через теплообменник (испаритель).

    Положительные и отрицательные отзывы о ТН типа вода-вода

    Опыт эксплуатации насосов системы вода-вода в отечественных условиях, помог выявить сильные и слабые стороны, помогающие оценить целесообразность приобретения установки. Отрицательные отзывы в основном сводятся к недостаточной производительности при сильных заморозках и высокой стоимости станции.

    Но если было выполнено проектирование установки теплового насоса и сделан грамотный монтаж системы, обычно тепла достаточно даже при падении температуры ниже -30°С. Что касается высокой стоимости, то в ближайшем будущем ожидать каких-либо изменений в сторону удешевления станции не приходится.

    С другой стороны, если рассчитать годовую выработку тепла и сравнить экономию средств, связанных с оплатой системы отопления, становится ясно, что ТН окупит себя уже через 3-5 лет. Следовательно, расходы не настолько большие, как это кажется в начале.

    Главным плюсом установки теплового насоса вода-вода является его экономичность. В технической документации ясно указываются параметры СОР, которым соответствует теплонасос. Коэффициент был изобретен для описания энергоэффективности теплового оборудования.

    На практике, СОР обозначает сколько тепловой энергии было выработано при затратах в 1 кВт. У большинства современных моделей, этот параметр равняется 4-5. Следовательно, на каждый затраченный киловатт, производится в 4-5 раз больше тепловой энергии.

    Отзывы о ТН, по типу вода-вода, убедительно доказывают энергоэффективность, экономическую выгоду и целесообразность использования низкопотенциальной энергии водоемом для обогрева частных домов и промышленных объектов.

    Тепловой насос вода-вода: принцип работы и особенности

    Принцип работы теплового насоса вода-вода основан на переносе тепла. Благодаря этому достигается высокий коэффициент преобразования (Coefficient of performance). Его часто по-старинке также называют КПД.

    В отличие от геотермальных и воздушных, этот тип тепловых насосов получает тепловую энергию из подземных вод или водоемов. В этой статье мы рассмотрим, что такое тепловой насос вода-вода, как он работает, его устройство и особенности эксплуатации.

    Принцип работы теплового насоса вода-вода

    Как следует из названия, этот тип теплового насоса нагревает воду, которая в дальнейшем используется для ГВС (горячего водоснабжения), отопления и других нужд. Он имеет высокий КПД по сравнению с воздушными теплонасосами и намного меньшую стоимость монтажа чем грунтовые.

    Принцип работы этого оборудования заключается в отборе тепла из водоема (озера, моря, реки) для отопления дома или другого помещения. Температура грунтовых вод не опускается ниже +5 градусов, а в водоемах (подо льдом) она не достигает нулевой отметки. Относительно высокая температура источника термальной энергии обеспечивает хороший коэффициент энергоэффективности.

    Варианты отбора тепла

    Если рядом есть водоем – это идеальный вариант. В него погружаются трубы с рассолом (антифризом), длина и диаметр которых зависит от нужд в тепловой энергии.

    Если водоема нет, можно использовать тепло грунтовых вод, но для этого придется устанавливать дополнительное оборудование – помпу для выкачки воды и ее сброса. При этом не всегда такой вариант выгоден – затраты на электричество и бурение скважины могут быть больше, чем на установку и эксплуатацию грунтового теплового насоса.

    Такие тепловые наосы работают следующим образом:

    1. Из скважины подается вода;
    2. Она протекает через теплообменник теплового насоса;
    3. Хладагент (фреон) отбирает тепло у воды;
    4. Остывшая вода закачивается обратно в землю или сбрасывается в водоем.

    Минус таких тепловых насосов вода-вода – использование электроэнергии для закачки и выкачки воды. Либо – необходимость наличия водоема поблизости.

    Тепловой насос вода-вода: принцип работы

    Устройство теплонасоса

    Вся конструкция состоит из трех частей – магистрали для отбора тепла, собственно, теплового насоса и накопительного бака. В тепловом насосе установлены конденсатор, испаритель, дроссельный вентиль, расширительный клапан или бачок, компрессор и теплообменник (если накопительный бак находится отдельно от ТН, то теплообменник находится в нем). В качестве теплоносителя используется фреон (хладагент).

    Полный рабочий цикл

    • Рассол проходит через трубы, погруженные в воду, где нагревается до ее температуры (0 — +10), после чего отдает свое тепло хладагенту (фреону) в испарителе.
    • Компрессор сжимает хладагент, повышая его плотность, он конденсируется в жидкость.
    • Из-за изменения давления температура фреона растет, иногда достигая +90 и более градусов (зависит от модели и режима работы).
    • Через теплообменник хладагент отдает свое тепло в конденсаторе, где охлаждается до ее температуры.
    • Далее фреон переходит в газообразное состояние, из-за чего его температура понижается, а в дроссельном вентиле его давление падает до номинального и температура падает до минимальной.
    • Цикл повторяется снова.

    Нюансы установки

    При выборе теплового насоса вода-вода важно просчитать условия его эксплуатации. Если магистраль погружается в водоем, нужно учитывать его объем (для замкнутого озера, пруда и т.д.), а при установке в реке – скорость течения. При неправильных просчетах трубы будут обмерзать льдом и КПД теплового насоса будет нулевым.

    Читайте также:  Гибкие солнечные батареи: виды и свойства солнечных панелей

    При отборе подземных вод нужно учесть сезонные колебания. Как известно, весной и осенью количество грунтовых вод выше, чем зимой и летом. А именно на зиму придется основное время работы теплового насоса. Для выкачки и закачки воды нужно использовать обычный насос, который также потребляет электроэнергию. Ее затраты стоит включить в общие и только после считать эффективность и период окупаемости теплонасоса.

    отличный вариант — использовать артезианскую воду. Из глубоких пластов она выходит самотоком, под давлением. Но придется устанавливать дополнительное оборудование, чтобы компенсировать его. Иначе могут пострадать узлы теплового насоса.

    Единственный минус использования артезианской скважины — стоимость бурения. Затраты нескоро окупятся за счет отсутствия насоса для подъема воды из обычной скважины и закачки ее в землю.

    Эффективность теплового насоса

    КПД оборудования зависит от трех факторов – мощности компрессора, длины теплообменника и температуры воды, отдающей тепло. В среднем в холодное время года на 1 кВт затраченной электроэнергии ТН выдает 3-5 кВт тепла. Некоторые модели более эффективны, но это сказывается на их стоимости.

    При использовании проточной воды в качестве источника тепла, эффективность выше, чем при использовании стоячей, так как охлажденная вода отводится течением. При использовании грунтовых вод КПД теплового насоса чуть ниже, так как есть энергозатраты на работу помпы.

    Чем глубже располагается источник воды, тем мощнее потребуется насос. Соответственно, вырастет потребление электроэнергии и КПД будет ниже. То же касается расстояния до водоема.

    Особенности эксплуатации

    Во многих регионах бывают перебои с электричеством по разным причинам, что нужно учитывать. Поэтому стоит обзавестись генератором и запасом топлива на случай форс-мажора, или иметь резервный источник тепла – газовый или твердотопливный котел для отопления.

    Генератор на случай отключения электричества обеспечит работу теплового насоса и бытовые нужды.

    Если теплонасос не используется, с ним ничего плохого не случится при любой температуре. Хладагент не замерзнет, а трубопроводы и оборудование рассчитаны на работу при экстремально низких температурах.

    При неправильном расчете мощности и протяженности теплообменника, он может обмерзнуть. Ледяная корка действует как своего рода шуба, которая мешает теплообмену. Некоторые модели имеют автоматический режим разморозки, а некоторые нужно переводить в этот режим вручную.

    Во время работы тепловой насос не требует дополнительного обслуживания. Один раз в год стоит проводить его диагностику и профилактику – этого будет достаточно. Срок службы оборудования зависит от производителя и нагрузок, но все качественные модели работают от 10 лет и выше. Поэтому целесообразно использовать такой тепловой насос для отопления дома — стоимость тепловой энергии у него будет невелика.

    Отличия и преимущества теплового насоса типа воздух — вода

    Тепловой насос воздух вода трансформирует энергию внешней среды в тепло, обогревающее внутреннее пространство. То есть, с помощью этого устройства жилище или строение можно «отапливать» обычным воздухом. Причем воздух не сгорает в топке, а просто отдает свои калории сложному агрегату – тепловому насосу, который транспортирует эту энергию в помещение и отдает ее системе отопления.

    Согласитесь, подобные манипуляции с энергиями похожи на магию. Но ничего фантастического в тепловых насосах подобного типа нет. И в данной статье мы рассмотрим принципы работы и устройство такого агрегата.

    Тепловой насос воздух вода

    Как работают тепловые насосы воздух вода

    Схема работы воздушного теплового насоса скопирована с холодильника или кондиционера, а именно:

    • Низкокалорийный энергоноситель (воздух), кипятит хладагент, залитый в циклический контур, который соединяет испаритель (улавливатель тепла) с конденсатором (тепловым излучателем).
    • В конденсаторе пары хладагента переходят в иное агрегатное состояние (жидкость) и отдают энергию отопительной системе.
    • После этого жидкий хладагент вновь уходит к испарителю, где превращается в пар. И все начинается сначала.

    То есть, в работе используется все тот же обратный принцип Карно, но главной частью установки является не испаритель, аккумулирующий тепло из окружающего пространства, а конденсатор, отдающий накопленные калории потребителю.

    Принцип действия теплового насоса воздух-вода

    При этом цикличность работы установки обеспечивает особый компрессор, который не только прокачивает хладагент по контуру, но и сжимает его, увеличивая тем самым теплоотдачу на конденсаторе. Впрочем, это не единственный силовой агрегат установки – тепловой насос оборудован достаточно мощным вентилятором, который обдувает испаритель.

    Ну а в качестве потребителя тепла выступает либо конвектор, разогревающий воздух внутри комнаты, либо система «теплый пол» или иные радиаторы с большой площадью.

    А вот со стандартными батареями тепловые вентиляторы работают не очень эффективно.

    Причем конвектор с конденсатором монтируют в помещении, а испаритель с вентилятором – либо снаружи, на фасаде, либо во внутренней части вытяжной ветви вентиляционной системы.

    Достоинства и недостатки воздушных тепловых насосов

    Отзывы о тепловом насосе воздух вода бывают как хорошими, так и плохими. Ведь это устройство при всех неоспоримых достоинствах не лишено и некоторых недостатков.

    Причем к достоинствам относятся следующие факты:

    Воздушный тепловой насос

    • Во-первых, такой агрегат легко смонтировать. Ведь для первичного контура, замкнутого на испаритель, не нужны ни земляные работы, ни водоемы.
    • Во-вторых, воздух ест везде, а вот земля, в личной собственности, только за городом, ну а с искусственными или естественными водоемами проблем еще больше. Поэтому воздушные тепловые насосы для отопления можно монтировать даже в городских условиях, не спрашивая разрешение контролирующих инстанций.
    • В-третьих, воздушный насос можно объединить с системой вентиляции, используя мощности агрегата для повышения эффективности воздухообмена в помещении.

    Кроме того, такой насос работает почти бесшумно и легко программируется.

    Ну а неизбежные недостатки можно представить в виде такого списка:

    • Эффективность агрегата зависит от температуры окружающего воздуха. Поэтому КПД устройства летом выше, чем в зимнее время.
    • Воздушный насос можно включать лишь при относительно слабых морозах. Причем при -7 градусов Цельсия бытовой воздушный насос работать уже не будет. Хотя промышленные агрегаты включаются и при -25 градусах Цельсия.

    Кроме того, воздушный насос – это не совсем автономная энергетическая установка. Агрегат потребляет электроэнергию, трансформируя 1 КВт/час в 11-14 МДж.

    Воздушный тепловой насос своими руками: схема сборки

    В отличие от достаточно сложных геотермальных и гидротермальных систем тепловой насос типа «воздух-вода» доступен для изготовления даже своими силами.

    Причем для изготовления воздушной системы нам понадобится сравнительно дешевый набор, состоящий из следующих деталей и узлов:

    Внешний блок теплового насоса воздух-вода

    • Компрессора сплит-системы – его можно приобрести в сервисном центре или в ремонтной мастерской
    • 100-литрового бака из нержавейки – его можно снять с любой старой стиральной машины
    • Полимерной емкости с широкой горловиной – подойдет обычный бидон или полипропилена.
    • Медных труб, с пропускным диаметром более 1 миллиметра. Их придется купить, но это единственная дорогостоящая покупка во всем проекте.
    • Набора запорно-регулирующей арматуры, в который войдут сливной кран, клапан для травления воздуха, предохранительный клапан.
    • Крепежных элементов – кронштейнов, клипс для труб, хомутов и прочего.

    Кроме того, нам понадобится самый дешевый хладагент – фреон и хотя бы простейший блок управления, без которого использование тепловых насосов будет весьма затруднительно, ввиду необходимости синхронизировать работу компрессора с температурой на поверхности испарителя и конденсатора.

    Сборка агрегата

    Ну а сам процесс сборки выглядит следующим образом:

    • Из медной трубы изготавливаем змеевик, габариты которого должны соответствовать поперечному сечению и высоте стального бака.
    • Монтируем змеевик в бак, оставляя выпуски медной трубы за его пределами. Далее герметизируем бак и оборудуем впускным (снизу) и выпускным (сверху) штуцером. В итоге, получается первый элемент системы – конденсатор – с готовыми отводами под прямую трубу отопления (верхний штуцер) и обратку (нижний штуцер)
    • Монтируем на стене (с помощью кронштейна) компрессор. Соединяем напорный штуцер компрессора с верхним выпуском медной трубы.
    • Из медной трубы изготавливаем второй змеевик, габариты которого совпадают с поперечным сечением и высотой полимерного бидона.
    • Монтируем змеевик в бидон, установив на его торце вентилятор, нагнетающий воздух на змеевик. Причем из бидона должны выходить два выпуска. В итоге, вся эта конструкция, представляющая собой испаритель системы, монтируется на фасаде или в вентиляционной шахте.
    • Соединяем нижний выпуск бака (конденсатора) с нижним выпуском бидона (испарителя), врезав в этот трубопровод управляющий дроссель.
    • Соединяем верхний выпуск бидона с всасывающим патрубком компрессора.

    Вот, в принципе, и все. Использующая принцип работы воздушного теплового насоса система уже практически готова. Остается только залить хладагент в компрессор и соединить вентиль дросселя с управляющим блоком.

    Воздушное отопление тепловым насосом: расчет мощности установки

    Мощность теплового насоса зависит от множества факторов, а именно: от объема хладагента, от площади поверхности змеевиков в испарителе и конденсаторе, от предполагаемого объема теплоотдачи системе отопления и так далее. Поэтому, в большинстве случаев, расчет мощности ведется в специальных программах, которые учитывают и другие вводные данные.

    В упрощенной форме эти программы оформляются в виде он-лайн «калькуляторов», с открытыми полями для ввода следующих параметров:

    • Площади помещения и высоты потолков – они используются для расчета объема.
    • Региона, где расположено здание – с помощью этого параметра определяется среднегодовая температура воздуха, влияющая на производительность испарителя.
    • Степени утепления задания – с помощью этого параметра определяется ожидаемая «калорийность» системы отопления.

    На финальной стадии два последних параметра преобразуются в коэффициенты, на которые умножают объем помещения. Полученную в результате подобных манипуляций цифру сравнивают с табличными значениями, увязывающими мощность насоса с отапливаемым объемом.

    В итоге получается, что на отопление дома площадью 100 квадратов, как правило, нужен 5-киловаттный тепловой насос, а жилище на 350 квадратных метров можно отопить 28-киловаттным насосом.

    Воздушный тепловой насос: нюансы обслуживания агрегата

    Обслуживание теплового насоса воздух-вода

    Тепловой насос воздух-вода не требует какого-то особого обслуживания, с частичной разборкой/сборкой.

    Для поддержания работоспособности системы владельцу придется выполнять лишь следующие манипуляции:

    • Периодическую чистку вентилятора и решетки на испарителе от забившегося мусора (листьев, пыли и так ладе).
    • Периодическую смазку компрессора, выполняемую согласно предоставленной производителем схеме.
    • Замену масла в силовых агрегатах (компрессоре, вентиляторе).
    • Периодическую проверку целостности медного трубопровода с хладагентом и силового кабеля, питающего компрессор и вентилятор.

    Кроме того, производители рекомендуют следить и за датчиками тепла, контролирующими работу управляющего блока. Их нужно протирать, время от времени, очищая от пыли и масляных пятен.

    Читайте также:  Аккумуляторы для солнечных батарей: гелевые, свинцово-кислотные и др

    ХОТИТЕ ПОСМОТЕРТЬ НАШИ РАБОТЫ?

    Купить тепловой насос можно в нашем интернет магазине

    Тепловые насосы для отопления частного дома все чаще находят применение в нашей стране для отопления частного дома, офисного здания, гостиницы. Также их часто используют для горячего водоснабжения и нагрева воды в бассейнах. Тепловые насосы способны обеспечить оптимальный температурный режим и микроклимат в помещении, а также могут справиться с задачами кондиционирования. Экономическая составляющая применения тепловых насосов становится все очевиднее. Компания Гео-Комфорт является имеет собственное производство тепловых насосв. Также мы производим продажу, монтаж и сервисное обслуживание тепловых насосов.

    Наши преимущества

    Собственное производство
    Профессионализм Индивидуальное проектирование Высокое качествоВыгодные цены

    Новые видео по тепловым насосам

    Виды тепловых насосов

    Продажа надежного сертифицированного оборудования для отопления, водоснабжения и канализации от европейских производителей на выгодных условиях — основная специализация интернет-магазина Гео-Комфорт.

    Наш магазин отопительной техники предлагает купить:

    • отопительное оборудование и комплектующие для систем отопления (котлы, бойлеры, радиаторы, внутрипольные конвекторы, трубы и другие комплектующие для систем отопления и водяного теплого пола, котельное оборудование и т.п.);
    • комплектующие для систем водоснабжения (насосы, водонагреватели проточные, компоненты для очистки воды и т.п.);
    • оборудование для систем канализации (септики, канализационные и дренажные насосы и т.п.).

    ВХОД В ИНТЕРНЕТ-МАГАЗИН

    Большая часть оборудование произведено в европейских странах и сертифицировано для применения на территории России. Мы работаем с такими брендами как REHAU , VIESSMANN , GIACOMINI , DE DITERICH , BAXI , ELSEN , KERMI , OVENTROP , REFLEX и многие другие. Интернет –магазин отопительной техники. Низкие цены, бесплатная доставка по Краснодару. Доставка по Краснодарскому краю. Все виды оплат.

    Комплектация объектов оборудованием и материалами «под ключ»


    Статьи по теплов ым насосам

    Тепловой насос вода-вода (открытая схема установки)

    В этой статье мы расскажем все тонкости обустройства внешнего контура, который называется открытая схема или как часто выражаются – из скважины в скважину.

    Это самый простой и дешевый способ обустройства внешнего геотермального контура для теплового насоса. В большинстве частных домов воду для бытовых нужд берут из пробуренной скважины. Ее же можно использовать и для теплового насоса.

    Что важно знать о дебетовой скважине?

    Дебетовая – это скважина, из которой забирается вода и поступает в теплообменник теплового насоса, где происходит отбор тепла от этой воды. Перед тем, как использовать такую скважину для теплового насоса, необходимо выяснить сколько она дает воды, т.е. её дебет. Давайте разберемся, зачем нам необходима эта информация.

    Вода из скважины идет в теплообменник теплового насоса. С одной стороны пластин, который проходит вода из нашей скважины, с другой фреон, который забирает тепло от нее. Допустим пришло в теплообменник теплового насоса 10С, а выходит 6С. Т.е. фреон забрал 4С.

    Прокачивая 1м3 воды через теплообменник, мы получим 4,65 кВт тепла.

    Произведем расчет дебета скважины. Для примера возьмем тепловой насос производительностью 12 кВт и потребление 2,7 кВт. Для того чтобы определить количество воды, прокачиваемой через теплообменник, необходимо рассчитать холодопроизводительность теплового насоса. Это разность между тепловой мощностью и потребляемой мощностью. 12-2,7=9,3 кВт

    Теперь рассчитываем объем прокачиваемой воды. 9,3/4,65=2 м3. Т.е. дебет нашей скважины должен быть больше процентов на 20-30. Например, в Краснодаре, температура воды из скважины почти круглогодично идет 13-14С. Охлаждать воду в теплообменнике, без риска для его размораживания, мы можем до +3С. Соответственно производим расчет.

    Из расчетов видно, как температура воды влияет на необходимый дебет из скважины. Еще один пример. Московская область. Зимой вода из скважины может опускаться до 8С. Считаем:

    Постоянно ли должен быть такой дебет? Нет, но обеспечить его нужно не менее расчетного.

    Когда тепловой насос потребует расчетного дебета? Тогда, когда будет целый час работать без остановки, а такой момент наступит, если теплопотери дома будут равны или больше, чем та тепловая мощность, которую дает насос. Происходит следующий процесс. Допустим у нас есть «умный контроллер», который управляет тепловым насосом или человек, который выставил определенную температуру подачи в систему отопления. Пусть это будет 40С. Когда наступает момент, что теплопотери выше, чем мощность теплового насоса, то вода, приходящая в теплообменник отопительного контура (обратка), сильно холодная и мощности теплового насоса не хватает, чтобы нагреть воду до установленной температуры подачи и остановиться на «перекур». Если насос будет работать сутки, то и вода из скважины будет забираться такое же время с расчетным дебетом или больше. Если дебет будет недостаточный, уровень в скважине упадет и погружной насос не сможет забирать воду. Отсутствие ее в скважине приведет к остановке теплового насоса. Сработает защита. Когда теплопотери ниже, чем мощность насоса, то он будет включаться на несколько минут, нагревать воду до определенной температуры и выключаться до того момента, пока температура не упадет на 1-2С или на другое значение, выставленное оператором.

    Погружной насос для скважины

    Если скважина дает воды намного больше, чем нужно, то это не значит, что насос нужно брать помощнее. Давайте разберемся по порядку.

    С одной стороны хорошо, что скважину для теплового насоса можно использовать и для бытовых нужд. Но всегда ли это будет комфортно? Вы открываете кран, из него течет вода с нормальным напором, тут включается насос и происходит резкое падение давления. Сомневаемся, что это кого-то устроит. Первая мысль, заменить насос на более мощный. Но такая конструкция и больше потребляет. Для бытовых нужд погружной насос может в сутки отработать 1-2 часа, а он в разы больше, а может и сутками работать с тепловым насосом, соответственно и потреблять больше. Допустим мы рассчитали, что нам нужен погружной насос определенной модели, удовлетворяющий нас по необходимому объему с учетом глубины скважины и продолжительности магистрали. Потребляет при этом такой насос 500 ватт, а чтобы пользоваться водой для бытовых нужд, требуется замена на насос с мощностью 1 кВт. Такое устройство будет потреблять этот киловатт и при работе только теплового насоса, и при одновременной работе совместно с расходом воды для бытовых нужд. Большее потребление погружным насосом приведет к уменьшению коэффициента преобразования.

    Возьмем пример потребления теплового насоса 12 кВт, котороесоставляет около 2,7 кВт

    В первом случае мы получим больше тепла на киловатт затраченной энергии, чем во втором.

    Сделаем еще один расчет. Предположим, что тепловой насос установлен в Краснодаре, где отопительный период длится 149 суток. Возьмем средние теплопотери за отопительный сезон 5 кВт. Рассчитаем количество необходимой тепловой энергии за этот период:

    В первом случае с КОПом 3,75 тепловой насос «съест» 4768 кВт (17880/3,75=4768).

    Во втором случае с КОПом 3,25 тепловой насос израсходует 5501 кВт (17880/3,25=5501).

    Разница составит: 5501-4768=733 кВт. При цене за киловатт 4 рубля получаем 733*4=2932 рубля. Кто-то скажет, что это немного. Возможно и так, но тепловые насосы бывают разной мощности, теплопотери отличаются и сумма может исчисляться не одним десятком тысяч рублей. Так что такой момент нужно обязательно учитывать.

    Скважина приемная

    Самая большая проблема при установке теплового насоса по открытой схеме – это, когда вода сбрасывается сверху в скважину. Так неправильно. Труба должна идти практически до самого дна скважины и приподниматься от него на 0,5-1 метр. Внизу все должно бурлить. При сбросе воды сверху скважина может быстро заилиться и перестать принимать воду. Происходит перелив. Если это произойдет при хорошем минусе на улице, то каток вам обеспечен. Поэтому, если рядом имеется река или какой-нибудь водоем, ливневка или дренажная траншея, то лучше приемную скважину соединить с ними переливной трубкой, на случай перелива. Если ничего рядом нет, то придется бурить не одну, а две или более скважин на прием. Ответа на вопрос, на сколько хватит приемной скважины, не знает никто. Она может принимать много лет, а может забиться через один отопительный сезон. Поэтому самый большой недостаток открытой схемы – непредсказуемость.

    Еще один важный момент. Приемная скважина должна располагаться от дебетовой ниже по течению, на расстоянии не менее 6 метров. Это еще одна неясность. Как определить, в каком направлении течет подземная река. Ответ на этот вопрос даст только эксперимент. Если в дебетовой скважине после запуска теплового насоса вода не будет опускаться, все нормально, угадали. Если она начнет падать по температуре, то скважины нужно менять местами, а погружной насос переносить. Трубопроводы дебетовой и сливной скважины лучше выполнять из ПНД трубы, как более дешевого материала. Надежности и долговечности таких труб тоже достаточно.

    Идеальный вариант, когда скважины расположены поперек подземного течения. Тогда достаточно сделать в колодце скважины разъемное соединение трубопровода, прокинуть в оба колодца питание с разъемным водонепроницаемым штекером и можно раз в год делать реверс скважин, меняя дебетовую и приемную местами.

    Промежуточный теплообменник теплового насоса

    При реализации проекта по установке теплового насоса по открытой схеме рекомендуется установка промежуточного теплообменника. Он нужен, чтобы защитить фреоновую часть и, самое главное, компрессор теплового насоса от попадания воды. При размораживании теплообменника вода может попасть в систему с фреоном, компрессор закачает эту воду и произойдет гидроудар, который выведет из строя компрессор. Вода перемешается с маслом и достать ее оттуда будет очень проблематично. Такой теплообменник устанавливается между скважиной и тепловым насосом. Участок теплового насоса и промежуточный теплообменник заполняется рассолом с температурой замерзания -10 -15С. Соответственно, если защита не сработает, и вода замерзнет в теплообменнике, то рассол не замерзнет и не разморозит теплообменник теплового насоса. Стоимость промежуточного теплообменника зависит от его конструкции и размера. А последний зависит от мощности теплового насоса.

    Лучше всего в качестве промежуточного теплообменника использовать разборный вариант. Но его стоимость в 2-4 раза выше, чем у паянного.

    Если скважина чистая, дебет скважины хороший, то можно обойтись и без промежуточного теплообменника, но лучше с ним.

    Фильтры для теплового насоса

    Фильтры конечно нужны, но стоит помнить, что на них идет очень сильное сопротивление и погружной насос необходимо подбирать большей мощностью. Если из скважины поступает вода с песком, целесообразней в качестве фильтра использовать гидроциклон.

    Как видно из написанного выше, установка теплового насоса по открытой схеме проста, но следует учитывать много факторов и тщательно подбирать оборудование.

  • Ссылка на основную публикацию