Отопление тепловым насосом «воздух-вода. Тепловой насос воздух-вода для отопления дома — это стоит знать Что такое тепловой насос воздух вода
Тепловой автономный насос – одна из современных технологий для обогрева дома. В России этот тип отопления ещё далёк от повсеместного использования, но усиленно обретает популярность благодаря своим преимуществам перед традиционными энергоносителями. Принцип работы и эффективность агрегата многие пока воспринимают с недоверием, как нечто фантастическое. Тем не менее насос заслужил положительные характеристики от специалистов и реальных пользователей, владельцев квартир и загородных коттеджей. Один из видов тепловых установок – «воздух-вода» — является удачным решением как раз для жителей многоэтажек. Статья расскажет об особенностях действия такого агрегата и отзывах потребителей.
Как работает тепловой насос «воздух-вода»
Тепловой насос – ещё один шаг технологий в сторону энергоэффективности. Система отопления, построенная на его использовании, способна преобразовывать низкопотенциальную энергию внешнего мира (воздух, вода) в высокопотенциальную тепловую, для обогрева дома. За основу взят принцип работы холодильников, но наоборот. Тепловая установка не занимается выработкой тепла, а транспортирует его извне в помещение.
Внимание! 1кВт электрической энергии, которую агрегат тратит на вращение вала компрессора, на выходе (в конденсаторе) даёт примерно 3,5 — 5,0 кВт тепла для обогрева дома.
Установка типа «воздух-вода» функционирует таким образом:
Совет. Тепловые насосы любого вида специалисты советуют устанавливать в отопительной системе, оснащенной не классическими радиаторами. Лучше подойдут те, которые не нуждаются в высокотемпературном подогреве теплоносителя: воздушное отопление, тёплый пол, радиаторы большой площади и т.п. Подобных приборов в системе должно быть не менее 65%.
Плюсы и минусы теплового насоса «воздух-вода»
Воздушный тепловой агрегат использует самую дешевую энергию. Наряду с высоким КПД он также привлекает покупателей такими преимуществами:
- Экономит электричество. Установки, как правило, имеют сертификаты энергоэффективности класса А, А+ или А++ (стандарты ЕС).
- Работает тихо.
- Просто программируется. Может управляться автономно.
- В отличие от систем «земля-вода» и « », для монтажа первичного контура не требуется бурения скважин, прокладки труб и т.п. Достаточно вентилятора, установка которого проще и гораздо дешевле.
- Доступен для монтажа на высоте нескольких этажей в условиях города. Для земляных и водных «коллег» нужен участок земли или водоём. Соответственно, нет потребности в дополнительных документальных разрешений от контролирующих органов.
- Пригоден для модификации и объединения с системой вентиляции. Тем самым, поможет улучшить воздухообмен в помещении.
Работа теплового насоса
Разумеется, подобная система отопления имеет и недостатки:
- Чем холоднее, тем ниже КПД. При температуре ниже -7°С эффективность бытового воздушного теплового насоса, по законам физики, будет очень низкой. Очень мощный промышленный, которым обогревают офисы, социальные учреждения и т.п., способен выдержать до -25°С.
- Зависимость от сети. Аппарат не будет работать, если прекратится подача электричества.
Советы по приобретению и установке отопительной системы с тепловым насосом
Исходя из минусов теплового насоса, он идеально подходит для регионов с умеренной зимой и малоэффективен в условиях прохладных и северных климатических зон. Но не стоит огорчаться, если зимой в вашей местности бывают холода ниже -7С. В этой ситуации есть такие выходы:
- Включение в систему отопления , которая будет аккумулировать полученное тепло. Один бак (небольшого, квартирного размера) при выключенном источнике может равномерно распределять тепло по системе до суток. Это удобный вариант для местности, где сильные морозы обычно непродолжительны по времени.
- Установка вспомогательного источника тепла: газового или электрического котла. Когда дешёвый тепловой насос не сможет работать, его заменит менее экономичный «дублёр».
- Совмещение двух предыдущих приёмов.
Внимание! Как и в случае с любой системой отопления, перед монтажом важно тщательно проверить тепловые потери вашего жилища и, по возможности, утеплить его. Чем теплее дом, тем меньшей мощности вам потребуется устройство.
Отзывы реальных владельцев тепловых насосов
В народе немало противоречивых суждений о технологии теплового насоса «воздух-вода». Многие из них связаны с несовершенством моделей первого поколения:
- шумная работа;
- непригодность в качестве основного источника тепла;
- невозможность полностью компенсировать теплопотери жилища.
Наружный блок теплового насоса
Современные модели полностью опровергают эти суждения. Воздухозабор осуществляет большой вентилятор, который необходимо закрыть решеткой. Его расположение и дизайнерское решение для фасада здания необходимо продумать заранее. Важно, чтобы путь воздуха к насосу был минимально простым.
Нередко насос «воздух-вода» используется как альтернатива традиционным теплоносителям: газу, электричеству и твёрдому топливу. Причём система удачно вписывается и эффективно обслуживает даже большие загородные дома, не говоря о городских квартирах. Владельцы устройств утверждают, что при правильной оценке требуемой мощности можно использовать тепловой насос для охлаждения помещения летом и даже греть воду для бытовых нужд. Но покупателей смущает высокая стоимость техники и её установки.
Есть мнение, что с нынешним уровнем цены на устройство и, для сравнения, на газ, выгодно использовать именно «голубое топливо». По крайней мере, для жилья площадью до 150 кв. м. Воздушный тепловой насос в таких условиях будет окупаться очень долго. К тому же, раз в 8-12 лет аппарат потребует капитального ремонта. Поэтому потребители советуют пользоваться тепловым насосом или в большом доме, или когда для вас важна независимость от энергоресурсов.
Отопление дома с помощью воздушного теплового насоса: видео
Тепловой насос воздух-вода для отопления дома не подойдет! По крайней мере так утверждают многие «эксперты из интернета». Но так ли это на самом деле? Насколько эффективно отопление воздух-вода с помощью теплового насоса?
Воздушные тепловые насосы дешевле геотермальных и водяных как в плане оборудования, так и монтажа. В основном их используют для горячего водоснабжения, но насколько целесообразно использовать его для обогрева дома?
Принцип работы
Для тех, кто не совсем разбирается в теме, стоит пояснить, что такое тепловой насос воздух-вода. По сути, это « наоборот» – устройство, которое охлаждает воздух снаружи себя и нагревает воду, которая находится в баке. Дальше эту воду можно использовать для ГВС или обогрева дома.
В тепловом насосе используется замкнутый цикл, он потребляет только электроэнергию. Его КПД измеряется как отношение затраченной электрической энергии к полученной тепловой. Эффективность тепловых насосов также измеряется в COP (Coefficient of performance). COP 2 соответствует КПД 200% и значит, что на 1 кВт электричества он даст 2 кВт тепла.
Мощность и эффективность
Если у геотермальных и водяных тепловых насосов КПД практически не зависит от времени года, то с воздушными дело обстоит иначе. Производительность напрямую зависит от температуры воздуха на улице, чем он холоднее, тем ниже COP (КПД).
Читайте также:
Тепловой насос воздух-воздух для отопления дома – плюсы и минусы
Многие считают, что от мощности теплового насоса зависит, сколько тепла он сможет произвести, но это не так. Она характеризует потребление энергии, а количество полученного тепла зависит от КПД. Соответственно – от температуры воздуха снаружи дома.
Плюсы и минусы
Хорошо:
- Тепловой насос воздух-вода дешевле, чем грунт-вода и вода-вода;
- Для установки не нужно прокладывать трубы с хладагентом;
- Простота установки.
Плохо:
- Низкая производительность при низких температурах;
- Модели, работающие при очень низких температурах – довольно дорогие.
Особенности использования теплового насоса воздух-вода для отопления дома
Ни один продавец не скажет вам о зависимости износа оборудования от КПД . А она есть! Покажем наглядно:
Например, при 0 градусов КПД воздушного теплового насоса составляет 300%, а при -5 – 200%. То есть, чтобы получить 10 кВт тепла, в первом случае он потребит 3,33 кВт электроэнергии, а во втором – 5 кВт. Сам тепловой насос совершит в полтора раза больше работы при температуре -5, чем при 0 градусов.
Перед многими людьми, построившими загородный дом или дачу, возникает вполне резонный вопрос: с помощью чего обогреть свое жилище? Какой вариант отопления будет наиболее оптимальным, если строение находится далеко от коммуникаций?
В таком случае использование будет наиболее эффективным способом обогрева загородного коттеджа или дачного домика.
– это специальный вид отопительного оборудования, которое собирает рассеянное тепло из окружающей среды и аккумулирует его в тепловую энергию для обогрева жилого помещения.
В этой статье поговорим обо всех особенностях теплового насоса «воздух-вода», а также о важных моментах монтажа этой системы отопления для загородного дома.
Принцип работы
Размещение блоков системы воздух-вода
Конструкция теплового насоса состоит из двух блоков:- внешний;
- внутренний.
Внешний блок имеет следующие конструктивные элементы:
- теплообменник;
- вентилятор;
- компрессор.
Внутренний блок состоит из следующих узлов:
- система управления тепловым насосом;
- циркуляционный насос;
- теплообменник.
Принцип работы теплового насоса заключается в следующих важных моментах:
Таким образом, можно сделать вывод о том, что работа теплового насоса «воздух-вода» заключается в преобразовании и последующем переносе тепловой энергии из окружающей среды в отопительную систему жилого помещения.
Плюсы и минусы
Отопительная система с тепловым насосом имеет ряд позитивных достоинств, которые выражаются в следующих важных моментах:
- для вырабатывания тепловой энергии не требуется использование различных видов топлива;
- использование теплового насоса позволяет эффективно обогревать жилое помещение;
- срок эксплуатации составляет более 25 лет, что говорит о надежности использования этого вида отопительного оборудования;
- экологичность теплового насоса заключается в том, что не происходит абсолютно никаких выбросов в окружающую атмосферу;
- в теплое время года существует возможность использования этого устройства в качестве кондиционера;
- простота в управлении тепловым насосом;
- можно использовать в сочетании с другими устройствами возобновляемой энергии.
Тепловые насосы «воздух-вода» имеют один существенный недостаток – это достаточно высокая цена, которая не позволяет широко распространиться отоплению этого вида.
Поэтому очень важно произвести наперед, чтобы просчитать эффективность использования отопительной системы с теплонасосом.
Особенности монтажа
Поскольку отопительная система с тепловым насосом «воздух-вода» - достаточное сложное техническое устройство, то ее монтаж лучше всего доверить высококвалифицированным специалистам.
Если вы решили оборудовать систему своими руками, то необходимо, прежде всего, правильно рассчитать время на установку отопления с тепловым насосом.
Этапы каждого вида монтажных работ могут составлять:
- подготовительные работы ориентировочно будут длиться 1–2 недели;
- установка наружного блока теплового насоса – 3–7 дней;
- оборудование внутреннего блока и монтаж отопительной системы – 1–2 недели;
- запуск и отладка работы – 2–3 дня.
Стоит также помнить, что при установке теплового насоса следует знать особенности монтажа, к которым можно отнести следующие моменты:
Совет специалистов: при оборудовании отопления с тепловым насосом «воздух-вода» наиболее оптимальным вариантом обогрева будет являться теплый пол.
Мы рассмотрели все особенности и характеристики теплового насоса «воздух-вода». Исходя из всего вышесказанного, можно смело утверждать: такая отопительная система является экономичным и эффективным средством обогрева, которая в скором времени завоюет достаточное внимание.
Смотрите видео, в котором подробно показан принцип работы теплового насоса воздух-вода, а также отзывы владельца и специалистов:
Область использования
Если из-за недостаточной площади земли нет возможности пробурить скважину, или установить горизонтальный коллектор - следует выбирать тепловой насос NIBE воздух/вода. Такой тепловой насос отбирает энергию из воздуха улицы, и направляет ее в здание для отопления и горячего водоснабжения.
В отличии от тепловых насосов воздух/воздух - в системах воздух/вода тепло передается по зданию при помощи горячей воды, что позволяет отапливать большие площади. Водяная система отопления не шумит как воздушная, так как при водяной системе отопления нет вентиляторов внутри здания.
Несмотря на то, что все предлагаемые на рынке тепловые насосы воздух-вода способны удовлетворить потребность в тепле, тепловые насосы NIBE предлагают наиболее экономичное использование и значительно снижают затраты на отопление. В бивалентном режиме работы, тепловой насос обеспечит основную часть тепла очень экономично, поэтому имеющейся резервной тепловой системе нужно только покрыть пиковый период. В моноэнергетическом режиме работы, т.е. в сочетании с дополнительным электронагревателем, тепловой насос сам обеспечивает тепло, а электронагреватель активизируется только в пиковый период - в самые холодные дни года.
Современный тепловой насос воздух вода - устройство исключительно полезное. Даже если температура наружного воздуха приближается к нулю, с его помощью можно успешно обогревать довольно большие помещения. Если тепловые насосы типа «земля-вода» или «вода-вода» проще монтировать в частном доме с просторным участком, то модель типа «воздух-вода» без проблем устанавливается в городских зданиях, как жилых, так и офисных.
Как работает данная система?
Окружающий нас мир полон энергии, нужно только собрать ее и правильно использовать. Для этого и предназначены тепловые насосы воздух вода. С их помощью можно собрать низкопотенциальную энергию из окружающей среды и преобразовать ее в высокопотенциальное тепло, способное обогреть жилище весьма эффективно. Специалисты называют этот процесс обратным принципом Карно, на основе которого работают холодильные установки.
С помощью мощного вентилятора снаружи забирается обычный воздух. Он контактирует с испарителем, внутри которого находится хладагент, циркулирующий по змеевику. Нагреваясь, хладагент испаряется и поступает в компрессор. Здесь он сжимается и нагревается до температуры около 75 градусов и под давлением поступает в конденсатор. Там хладагент конденсируется и переходит в жидкое состояние, отдавая тепло домовой отопительной системе. Жидкий хладагент поступает в испаритель, где нагревается под действием наружного воздуха и т. д. Цикл «нагрев-испарение-сжатие-конденсация» повторяется снова и снова.
Внешний блок теплового насоса воздух-вода размещают на участке, выбирая для этого недалеко от дома место с хорошей циркуляцией воздуха
Преимущества и недостатки такого отопления
Современный тепловой насос типа воздух вода эффективен и позволяет заметно сэкономить на отоплении, поскольку:
- воздух можно назвать самым доступным и дешевым возобновляемым ресурсом;
- стоимость монтажа такого агрегата обойдется дешевле, чем установка других видов теплового насоса (грунт-вода, вода-вода и т. п.), а весь процесс осуществляется проще и быстрее;
- обогрев можно осуществлять даже при отрицательной температуре наружного воздуха;
- устройство работает почти бесшумно;
- обеспечивается эффективный воздухообмен внутри помещения;
- управление установкой можно осуществлять в автоматическом режиме.
Действительно, при сооружении воздушного теплового насоса не нужно бурить скважины или проводить масштабную выемку грунта, не нужно сооружать теплообменник для наружного контура и т. д. Понадобятся два небольших канала, по которым воздух будет забираться, а затем возвращаться наружу. Для этого в земле укладывают два небольших трубопровода. Существуют и модели, не нуждающиеся в таких трубопроводах.
Для теплового насоса «воздух-вода» понадобится большой вентилятор, который будет подавать воздушные потоки к испарителю. Лопасти вентилятора должны быть закрыты решеткой
Недостатков у этой конструкции немного, однако их следует учитывать. Хотя и считается, что воздушный теплонасос может эффективно работать круглый год, все же лучше использовать его в местности с мягкой и теплой зимой. Не рекомендуется включать такой тепловой насос при температуре ниже -7 градусов. При этом КПД системы в зимнее время будет ниже, чем весной или осенью. Хотя производители утверждают, что промышленные модели тепловых насосов этого типа могут вполне успешно работать и при -25 по Цельсию. В местности с суровым климатом самым выгодным вариантом может оказаться сочетание теплового насоса и традиционного отопительного котла, который включается только при наступлении сильных холодов.
Разумеется, для работы любого теплового насоса необходима электроэнергия. На каждый затраченный киловатт электроэнергии устройство позволяет получить 3-4 кВт природной энергии. Поэтому в конечном счете использование теплового насоса для отопления экономически выгодно по сравнению с затратами на обогрев газом, дизельным, твердым топливом или на отопление с помощью электрического котла. Однако забывать о зависимости системы от наличия электроэнергии не стоит.
Алгоритм сборки самодельного агрегата
Почти все элементы воздушного теплового насоса можно изготовить самостоятельно. Компрессор рекомендуется снять с обычной сплит-системы. Как правило, такой прибор имеет подходящие характеристики и работает достаточно бесшумно. Помимо компрессора понадобится ряд материалов:
- металлический бак из нержавейки, объемом 100 л или более;
- пластиковая бочка с широкой горловиной;
- трубы из меди различного диаметра (толщина стенок трубы - не менее 1 мм);
- набор муфт и переходников;
- электроды;
- сливной кран;
- отвоздушиватель ДУ-15;
- предохранительный клапан;
- манометры;
- устройства для автоматического управления;
- кронштейны для крепления элементов системы;
- фреон и др.
Обратите внимание! При включении компрессора потребуется достаточно большой ток, поэтому рекомендованная расчетная нагрузка электросчетчика в доме должна быть не менее 40А.
Чтобы сделать воздушный тепловой насос, необходимо:
- Запастись подходящим компрессором и кронштейнами для его монтажа на стену. Чтобы сделать тепловой насос мощностью 9кВт, понадобится компрессор на 7,2 кВт.
- Изготовить из медной трубки змеевик, равномерно намотав трубу вокруг баллона нужного диаметра.
- Для изготовления конденсатора разрезать пополам стальной бак на 100 литров, вставить внутрь медный змеевик.
- Заварить бак и установить резьбовые соединения. Для установки готового конденсатора также понадобятся кронштейны.
- Разрезать пластиковую бочку, чтобы сделать испаритель.
- Вставить в испаритель медный змеевик из трубы на ¾ дюйма.
- Для монтажа испарителя на стену нужен еще один набор L-образных кронштейнов.
- Соединить элементы в общую систему.
- Пригласить мастера по холодильному оборудованию, который проверит качество сборки и закачает в систему хладагент.
После этого необходимо обеспечить забор наружного воздуха и его сброс для контакта с испарителем, а также подключить устройство к системе отопления дома.
Чтобы сделать змеевик из медной трубки для теплового насоса «воздух-вода», можно взять баллон подходящего диаметра из-под фреона или газа и аккуратно намотать трубку на него
Компрессор для теплового насоса «воздух-вода» можно снять со сплит-системы, удостоверившись, что у него достаточная мощность. Для изготовления конденсатора подойдет металлический бак
Основные принципы работы воздушного теплового насоса представлены в видеоматериале на примере промышленной модели:
Обратите внимание, что если принято решение использовать тепловой насос параллельно с отопительным котлом, рекомендуется при подключении использовать .
Несколько слов о расчетах мощности
Перед началом работ по созданию насоса, следует определиться с его мощностью. Не стоит делать агрегат «с запасом», поскольку это повлечет совсем не нужные материальные расходы. Недостаток мощности скажется на эффективности работы системы, в этом случае в доме будет слишком холодно.
Специалисты для подробных расчетов мощности теплового насоса используют специальные программы, которые позволяют определить и другие параметры, например, площадь медного змеевика и т. п. Народные умельцы поступают проще - используют он-лайн калькуляторы, которые установлены на некоторых профильных сайтах. В специальные поля следует ввести данные о:
- регионе, в котором находится помещение;
- общей площади частного дома;
- высоте потолков в комнатах;
- степени утепления здания.
На основании этих данных программа выдаст расчетную мощность теплового насоса. Разумеется, чем лучше утеплено здание, тем меньше тепла понадобится для его обогрева, поэтому решить проблему теплоизоляции рекомендуется еще до начала монтажа. Для вас же мы приводим ориентировочные данные для общего ознакомления.
Ориентировочная зависимость необходимой теплопроизводительности ТН от площади дома с хорошими теплоизоляционными свойствами
Технология правильного обслуживания
Работа тепловых насосов регулируется автоматически, поэтому никакого особого ежедневного ухода эта система не требует. Все же рекомендуется периодически, хотя бы раз в год, осматривать все элементы системы, чтобы выявить возможные неполадки и предотвратить их. Владельцу теплового насоса следует:
- Проверять состояние всех имеющихся фильтров и прочищать их.
- Контролировать температуру масла в компрессоре (оно должно быть теплым).
- Удалять мусор, попавший в наружный теплообменник.
- Удалять пыль и грязь с температурных датчиков.
- Проверять состояние проводки и линии подключения.
- Осматривать шланги, трубы и места их соединений, выявляя протечки.
- При необходимости смазывать соответствующие точки двигателя и вентилятора.
Обычно компрессор снабжен системой подогрева масла. Перед запуском насоса следует на несколько часов оставить его включенным, чтобы масло успело прогреться. Без этой предосторожности оборудование может очень быстро выйти из строя.