Тепловой насос – удобное устройство для отопления частного дома. Доступны компрессионные и абсорбционные модели. Самый простой и доступный прибор – воздух-воздух.
Работа теплового насоса
Что это такое
Тепловой насос для отопления дома — источник альтернативной тепловой энергии.
Он отапливает загородный дом зимой, охлаждает его летом, и круглый год производит горячую воду.
Отопление тепловым насосом происходит за счет сбора и переноса тепла из воздуха, воды или грунта в жилое помещение.
Тепловой насос в доме
Устройство
Насос включает несколько элементов:
1) Испаритель
Емкость, в которой происходит превращение в пар жидкого хладагента.
2) Конденсатор
Нужен для отдачи тепла внутреннему контуру отопительной системы.
3) Терморегулирующий клапан
Регулирует поток хладагента в сторону испарителя.
Когда жидкий теплоноситель проходит через него, он частично испаряется, а температура потока понижается.
В конструкцию насоса могут входить и другие элементы, которые упрощают работу с ним.
Одним из них является контроллер.
Устройство теплового насоса
Принцип работы
Принцип действия теплового насоса похож на принцип работы кондиционера или холодильника. Его рабочий цикл делится на несколько этапов:
- Незамерзающая жидкость движется по внешнему контуру отопительной системы. Она забирает тепло из окружающей среды и переносит его к испарителю.
- В испарителе нагретая жидкость передает тепловую энергию хладагенту. Он закипает и переходит в газообразное состояние.
- Нагретый газ попадает в теплообменник — радиатор или систему «теплый пол». Там он отдает тепловую энергию внутреннему контуру отопления. Газ остывает и превращается обратно в жидкость.
- Жидкость возвращается в испаритель, рабочий цикл начинается заново.
Принцип работы теплового насоса
Плюсы и минусы
Тепловой насос обладает рядом преимуществ :
1) Комфорт
Насос работает почти без шума.
Есть возможность гибкой настройки рабочих параметров под конкретного пользователя.
2) Экологичность
Тепловые насосы безопасны для человека и природы.
Они не производят вредных или опасных выбросов.
3) Эффективность
В среднем, для получения 5 кВт тепловой энергии установка тратит 1кВт электрической энергии. КПД такой установки около 500%.
4) Безопасность
Для работы установки не требуется открытый огонь или другие источники опасности.
Не нужны также и хранилища для топлива, ведь для работы насоса нужно только электричество.
Тепловой насос в доме
Главные минусы установки теплового насоса:
1) Цена
Тепловой насос для отопления дома своими руками установить крайне сложно.
Для монтажа отопительной системы на основе теплового насоса нужно привлечь команду специалистов.
Необходимо также учитывать стоимость самого оборудования и проведения земельных работ.
2) Срок эксплуатации
Агрегат рассчитан на работу в течение 20 лет.
Для дальнейшей работы потребуется капитальный ремонт.
Работа теплового насоса
Типы тепловых насосов
Существует два типа насосов:
— Компрессионный насос.
— Абсорбционный насос.
Насос в доме
Компрессионный насос
Отопление с помощью теплового насоса происходит в результате сжимания-расширения хладагента с выделением тепла.
Компрессор сжимает поступающий в него газ, из-за чего повышается температура газа.
Далее газ попадает в теплообменник.
Для работы компрессионного насоса требуется подключение к электрической сети.
Принцип работы компрессионного насоса
Абсорбционный насос
Использует в качестве рабочего тела пару абсорбент-хладагент.
Принципиальным отличием абсорбционного насоса от компрессионного является то, что для его работы используется энергия тепла, а не электричества.
Это кратно увеличивает эффективность его работы.
Принцип работы абсорбционного насоса
Виды тепловых насосов
Существуют следующие виды насосов:
— Воздух – вода.
— Земля – вода.
— Вода – вода.
— Воздух – воздух.
Тепловой насос для отопления дома
Воздух-вода
Тепловой насос воздух-вода использует энергию атмосферного воздуха.
Способен вырабатывать тепловую энергию при температуре воздушной среды до -30°С.
Тепловым насосом воздух-вода можно пользоваться в условиях холодной зимы.
Тепловой насос воздух-вода
Земля-вода
Геотермальный тепловой насос для отопления.
Под землей прокладываются трубы.
По ним циркулирует вода для сбора тепла из грунта.
Горячая вода попадает в теплообменник и отдает тепло из грунта. После этого цикл начинается заново.
Тепловой насос земля-вода
Вода-вода
Тепловой насос вода-вода отбирает тепло из грунтовых вод.
Оно передается воде для отопления и горячего водоснабжения.
Тепловой насос вода-вода
Воздух-воздух
Воздушный тепловой насос для отопления является самым простым в монтаже и самом доступным.
Для работы использует энергию атмосферного воздуха.
По принципу действия похож на кондиционер.
В конструкцию включены решения, которые позволяют обогревать помещение даже при низких температурах внешней среды.
Тепловой насос воздух-воздух
Критерии выбора насоса
При выборе насоса учитывают:
1) Потребности, т.е. необходимая мощность теплового насоса и функции:
— отопление,
— горячее водоснабжение,
— охлаждение,
— подогрев бассейна.
2) Особенности участка
Многие устанавливают воздушный тепловой насос, т.к. приусадебный участок уже благоустроен и проводить земляные работы не рационально.
Тепловой насос
3) Финансовые возможности
Учитываем стоимость теплового насоса и расходы, которых потребует укладка коллектора.
Величина этих расходов будет зависеть от того:
— где расположена постройка,
— где располагается участок для геополя,
— есть ли поблизости водоемы,
— какой уровень грунтовых вод,
— расположены ли в непосредственной близости какие-нибудь здания или коммуникации.
4) Величина эксплуатационных затрат, которые будут зависеть от выбора источника тепла и его температуры, а также от температурных режимов обслуживаемой постройки.
Работа насоса
Особенности применения насоса
Тепловой насос можно использовать не только для обогрева, но и для охлаждения помещения.
Для того чтобы снизить до минимума риски поломок прибора и сделать его работу максимально эффективной, нужно позаботиться об:
— обеспечении разницы температуры теплоносителя на входе и выходе из теплообменников, дельтой в 5℃ (температурный напор),
— обустройстве в доме трехфазной электросети – это позволит обезопасить оборудование от перепадов напряжения.
Еще один нюанс – должно быть проведено качественное утепление помещений (максимально допустимый уровень потерь тепла – не более 100 Вт/ м²).
Насос в доме
Установка насоса
Установка теплового насоса для отопления дома не требует получения разрешения и согласования, его не нужно регулярно обслуживать.
Геотермальный насос
Порядок действий
Вы можете установить тепловой насос для отопления дома своими руками.
Установка делится на несколько этапов:
- Разметка участка и помещения
- Земельные работы: бурение скважин, удаление грунта, укладка труб
- Заправка системы теплоносителем
- Монтаж системы теплообмена — радиаторов, «теплого пола»
- Электромонтажные работы, запуск и наладка системы
Тепловой насос
Особенности установки тепловых насосов:
1) Воздух-вода
Установить этот насос проще и быстрее всего — для этого не потребуется проводить землекопные или буровые работы.
Геотермальную установку монтируют неподалеку от жилого дома на расстоянии от 2 м до 20 м.
Насос лучше всего устанавливать на хорошо проветриваемом участке, чтобы обеспечить полноценный доступ свежего воздуха.
Не допускается расположение рядом источников открытого огня или другого тепла.
Чтобы защитить тепловой насос от осадков и механических воздействий, над ним рекомендуется установить навес.
Место установки оборудования должно быть свободным и обеспечивать доступ к технике с любой стороны, чтобы при необходимости произвести техническое обслуживание или ремонт.
Насос следует установить на металлическом каркасе-рамке, во избежание дополнительных шумов и вибрирования в процессе работы.
Раму надо закрепить на основании, проложив между ней и насосом резиновые прокладки.
Подключение прибора
2) Земля-вода
Установка может быть вертикальной или горизонтальной.
В первом случае потребуется использовать буровую установку, чтобы сделать скважину глубиной в 50-100 м.
Диаметр скважины должен составлять 20 см.
Затем внутрь надо опустить геотермальный зонд и подключить его к системе.
Для одного насоса может потребоваться несколько скважин.
Их количество и глубина определяются потребностью в энергии и геологическими характеристиками местности.
Для горизонтальной установки насоса необходимо вырыть траншею недалеко от дома.
Глубина траншеи должна составлять 1,5-2 м в зависимости от уровня промерзания грунта.
Туда укладывают систему труб, которая соединяет теплоноситель с насосом через цокольную часть дома.
Расположение устройства
3) Вода-вода
Чтобы собрать водный коллектор, используют обычные ПНД-трубы, заполненные теплоносителем — водой.
После сборки конструкцию следует перенести на берег водоема, погрузить в воду и отбуксировать на середину пруда.
Крайне важно при подключении насоса не осуществлять опрессовывание системы отопления вместе с теплогенератором, а производить проводку отдельно.
Во внутреннем контуре обязательно надо установить расширительный бачок, чтобы уровень воды в нем бел выше на 50 см крайней верхней точки отопительного контура.
Тепловой насос
Чтобы насос прослужил подольше, трубопровод к силовой установке лучше подключать гибкими резиновыми шлангами – они уменьшают вибрацию.
Для контроля работоспособности системы предусмотрите монтаж манометров и датчиков температуры в местах входа и выхода жидкости.
Также потребуется установить дренажное устройство в крайней нижней точке отопления для полного слива воды из системы.
Конструкция в работе
На что обратить внимание
При установке насоса нужно обратить внимание на такие факторы как:
- Климатическая зона, в которой находится объект.
- Находящиеся поблизости водоемы и уровень грунтовых вод.
- Особенности геологического расположения объекта.
- Требования к уровню комфорта и автоматики.
- Тип теплового насоса.
Насос воздух — вода
Наши интересные статьи: