Тепловой насос для отопления

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.