Тепловые насосы для отопления дома: устройство, правила подбора и установки

Содержание
  1. Тепловой насос для отопления дома — что выбрать?
  2. Устройство
  3. Принцип работы
  4. Плюсы и минусы
  5. Какой насос выбрать?
  6. Исследование участка
  7. Воздушные теплонасосы «воздух-воздух»
  8. Воздушно-водяные теплонасосы «воздух-вода»
  9. Водяные теплонасосы «вода-вода»
  10. Грунтово-водяные теплонасосы «грунт-вода»
  11. Что купить?
  12. Топ-5 лучших насосов
  13. Цены
  14. Стоимость установки ТН «воздух-воздух»
  15. Самостоятельный монтаж
  16. Производители
  17. Климат
  18. Как установить циркуляционный насос
  19. Что такое циркуляционный насос и для чего он нужен
  20. Куда ставить
  21. Обвязка
  22. Принудительная циркуляция
  23. Естественная циркуляция
  24. Особенности монтажа
  25. Подключение к электропитанию
  26. Тепловые насосы вода-вода: устройство, принцип работы, правила монтажа и расчета
  27. Конструктивные элементы и принцип работы
  28. Рекомендации по выбору модели
  29. Расчет мощности оборудования: правила выполнения
  30. Как изготовить тепловой насос самостоятельно
  31. Компрессор
  32. Конденсатор
  33. Испаритель
  34. Сборка самодельного теплонасоса и его запуск в работу
  35. Бизнес на установке тепловых насосов для отопления домов
  36. Принцип работы теплового насоса
  37. Виды тепловых насосов
  38. Бизнес на монтаже (установке) тепловых насосов
  39. Коммерческие предложения

Тепловой насос для отопления дома — что выбрать?

Тепловые насосы для отопления дома: устройство, правила подбора и установки

Согласно исследованиям ученых, действующие системы отопления имеют крайне низкий КПД и активно разрушают окружающую среду, насыщая воздух и почву вредными выбросами.

Поиски альтернативных вариантов привели к появлению множества разработок, одной из которых являются тепловые насосы.

Конструкция известна уже давно, хотя используется в другом качестве и с противоположными целями. Рассмотрим их подробнее.

Устройство

Тепловой насос — высокоэффективная и экономичная конструкция, основанная на использовании как физических явлений (цикла Карно), так и низкопотенциальных природных ресурсов — тепла грунта, воды и воздуха.

На первый взгляд, возможности этих источников практически отсутствуют, однако, все эти ресурсы обладают огромным запасом тепловой энергии.

Мало того, они совершенно бесплатны и практически неисчерпаемы, что делает их привлекательными для использования.

Принцип работы

Основным элементом теплового насоса является замкнутый контур, в котором циркулирует хладагент (фреон), воспроизводящий цикл Карно. Последовательно происходят следующие действия:

  • испарение. Жидкий фреон переходит в газообразную стадию, забирая у окружающей среды большое количество тепловой энергии
  • сжатие. Фреон проходит через компрессор, где его давление многократно увеличивается. При этом температура хладагента значительно повышается
  • конденсация. Хладагент переходит в жидкую стадию, параллельно отдавая тепловую энергию
  • резкое расширение, вызывающее падение давления. После этого цикл повторяется

Примечательно, что этот цикл без изменений используется в любом холодильнике, только там полезным продуктом становится холод, а в тепловых насосах используется противоположная фаза цикла — нагрев.

Горячий фреон, находящийся в состоянии конденсации, пропускается сквозь змеевик теплообменника, в котором тепловая энергия отдается в систему отопления. Тепло от внешнего источника необходимо для подогрева холодного фреона, находящегося в стадии испарения.

Для отбора тепловой энергии используется испаритель, также являющийся теплообменником. Различие в том, что здесь хладагент не отдает, а забирает тепло у воды или воздуха, чтобы во время конденсации высвободить его, многократно усиленное при повышении давления.

Система работает, потребляя только электроэнергию, требующуюся на питание компрессора и циркуляционных насосов. Коэффициент эффективности (COP) равен как минимум 2, а при благоприятных условиях он поднимается до 5-6 и даже выше.

Плюсы и минусы

Тепловые насосы обладают массой достоинств:

  • устойчивость работы, надежность
  • экономичность, высокая эффективность
  • источник тепловой энергии обладает неисчерпаемым ресурсом и достается бесплатно
  • экологически чистое оборудование
  • система совершенно безопасна в пожарном отношении

К недостаткам устройств следует отнести:

  • не все виды способны работать в сложных условиях, имеется зависимость от внешней температуры
  • для работы системы требуется электричество, отсутствие которого сразу остановит процесс
  • оборудование и установка очень дорогие и недоступны для большинства пользователей
  • для некоторых видов ТН требуется разрешение на земляные работы

Большинство недостатков тепловых насосов являются, скорее, особенностью их конструкции, вызывающей отрицательное влияние на возможности этого вида отопительных систем. В любом случае, планируя использование ТН, надо учитывать все положительные и отрицательные стороны конструкции.

Какой насос выбрать?

Выбор теплового насоса производится по нескольким критериям:

  • размеры отапливаемой площади
  • наличие доступных источников, их качество
  • климатические условия в регионе
  • финансовые возможности пользователя

Каждый из этих факторов способен определить выбор типа насоса. Так, для обогрева большого дома потребуется мощная система, что означает большие расходы и трудозатраты.

Тип источника определяет степень устойчивости системы, зависимости от внешних факторов. Климат определяет уровень зимних температур, что важно для воздушных систем.

А от платежеспособности пользователя зависит, сможет ли вообще данная система появиться в доме.

Исследование участка

Выбирая оптимальный вариант, надо прежде всего определиться с наиболее перспективным источником тепловой энергии, доступным в данном регионе. Следует тщательно исследовать участок и произвести ревизию доступных ресурсов.

Наличие открытого водоема в непосредственной близости от дома (100 м и меньше) позволяет использовать систему «вода-вода», устойчивую и надежную в сложных климатических условиях.

Большой участок позволит создать коллекторное поле для системы «грунт-вода». Важным фактором станет состав грунта и уровень почвенных вод. В благоприятных условиях можно пробурить скважины, обеспечивающие источник для систем «вода-вода» или «грунт-вода».

Отсутствие возможностей, сложные геологические условия или иные причины вызывают необходимость ограничиться системой «воздух-вода» или «воздух-воздух», являющиеся наиболее ограниченными в функционале. Рассмотрим их внимательнее:

Воздушные теплонасосы «воздух-воздух»

Аэротермальные тепловые насосы используют тепловую энергию наружного воздуха. Работа бытовых моделей завершается при понижении наружной температуры до -15°С, промышленные образцы способны работать при минимуме в -25°С.

Эксперименты показывают, что для большинства регионов России системы «воздух-воздух» работают эффективно, есть примеры действующих систем в Подмосковье. В качестве теплоносителя используется воздух, что делает систему низкоинерционной.

Это означает, что при отключении температура в доме очень быстро понизится — поэтому рекомендуется постоянная работа устройства.

Воздушно-водяные теплонасосы «воздух-вода»

Это еще один тип аэротермического теплового насоса, только в качестве теплоносителя используется вода. Вариант имеет те же особенности, что и предыдущий вид, но инерция системы значительно выше. Вода остывает дольше, поэтому при отключении теплового насоса некоторое время температура не изменится.

Это позволяет экономить электроэнергию, периодически отключая систему до момента снижения температуры до критического значения. Воздушные системы удобны тем, что не требуют никаких работ по доставке внешнего источника в испаритель насоса — понадобится лишь вентилятор.

Недостаток — зависимость от внешней температуры, неустойчивость режима работы системы.

Водяные теплонасосы «вода-вода»

Этот вариант является наиболее устойчивым ко всем внешним изменениям — температурным, погодным или климатическим. Смена сезона не оказывает существенного влияния на результат работы системы.

Источником тепловой энергии является вода, взятая в открытом водоеме или поднятая с помощью насоса из дебетовой скважины. Теплоноситель системы отопления — тоже вода, обеспечивающая эффективное и устойчивое функционирование системы обогрева.

Недостатком является необходимость ухода за скважинами, иногда приходится их менять или бурить новые. Уровень воды в открытом водоеме также изменяется, что угрожает полной остановкой системы.

Грунтово-водяные теплонасосы «грунт-вода»

Эта конструкция напоминает вариант «вода-вода», но, в отличие от него, источник циркулирует в замкнутом контуре, нагреваясь от подземного тепла почвы и отдавая тепло в испарителе теплового насоса.

В условиях морозных зим источник меняют на этиленгликоль (антифриз), чтобы исключить возможность перемерзания питающей системы.

Для размещения контура питания используется либо коллекторное поле, представляющее собой котлован глубиной около 2 м (как минимум, на 0,5 м ниже глубины промерзания почвы), либо скважину с питающим зондом (петлей из трубы, опущенной в скважину).

Системы «грунт-вода» являются самыми дорогостоящими, требующими трудоемких земляных работ и представляющими большие сложности с административным решением вопроса об использовании земляных участков.

Дело в том, что коллектор должен быть в 2 раза больше, чем площадь дома. Участок земли под ним практически выбывает из эксплуатации, так как его температура снижается, что губительно воздействует на растения.

Проблему можно решить бурением скважины, но этот вариант не всегда возможен по геологическим причинам.

  Тепловой насос “воздух-воздух” – отопление при морозе -20°С

Что купить?

Выбор модели теплового насоса — сложная задача, которую невозможно решить простыми рекомендациями.

Нельзя назвать тот или иной вид, марку или модель теплового насоса и сказать, что он — лучший, так как все образцы создаются под какую-то определенную задачу.

Поэтому, выбирая тепловой насос, надо, прежде всего, руководствоваться потребностями дома и подыскивать наиболее подходящее к ним оборудование.

Топ-5 лучших насосов

Единственное, что можно порекомендовать — использовать тепловые насосы известных и надежных производителей, таких как:

  • Viessmann / Германия/
  • Nibe /Швеция/
  • Stiebel Eltron /Германия/
  • Mammuth /USA/
  • Dongguan New Times New energy Science & Technology Co., Ltd /Китай/

Перечисленные фирмы лидируют среди производителей тепловых насосов, но это не значит, что оборудование других фирм никуда не годится. Существуют и другие, вполне качественные и надежные устройства, достойные для использования в системе отопления дома.

Цены

Стоимость тепловых насосов очень велика.

Самыми дешевыми являются системы «воздух-воздух», они могут стоить от 50000 рублей, но и возможности у таких устройств весьма ограничены.

ТН для обогрева больших домов обойдутся гораздо дороже, цены мощных устройств начинаются в районе 8000 долларов и повышаются в соответствии с мощностью и функционалом комплекта.

Стоимость установки ТН «воздух-воздух»

Монтаж ТН «воздух-воздух» обойдется дешевле любого другого вида теплонасосов, поскольку вся работа заключается в установке и подключении комплекта к сети электрического тока.

Расценки в разных регионах страны значительно отличаются друг от друга, среднее значение составляет 80 000 рублей, что соответствует цене некоторых устройств и способствует популярности самостоятельного монтажа теплонасосов.

Самостоятельный монтаж

Самостоятельная установка теплонасоса вполне доступна и не представляет собой значительной сложности. Порядок действий обычно подробно описан в руководстве пользователя, все необходимые работы достаточно просты и понятны.

Единственная проблема состоит в том, что большинство серьезных фирм ставит обязательным условием установку оборудования силами представителей компании. В противном случае фирма отказывает в гарантийном ремонте или сервисном обслуживании оборудования.

Производители

Стоимость системы и расходы на эксплуатацию тепловых насосов — большинство китайских производителей указывает срок окупаемости своей продукции в 2-4 года.

Европейские или американские фирмы имеют более серьезный подход к вопросу и более осторожны в своих заявлениях, называя цифры в 5-8 лет, а иногда и больше.

Причина этого в том, что стоимость комплекта иногда слишком высока, в сравнении с расходами на сетевые ресурсы она очень проигрывает. Поэтому, в пересчете на обычные способы обогрева, срок окупаемости системы возрастает и становится довольно большим.

Климат

Влияет на рентабельность и географическое положение пользователя. В регионах с суровыми зимами тепловые насосы практически не используются из-за их новизны этой технологии или дороговизны оборудования и монтажа.

Поэтому, говоря о рентабельности, надо представлять себе условия работы системы и стоимость альтернативных вариантов.

Какого-то единого, общего значения не существует, каждый случай использования ТН имеет собственную историю, стоимость и рентабельность.

Источник: https://energo.house/otoplenie/teplovoj-nasos-dlya-otopleniya-doma.html

Как установить циркуляционный насос

Тепловые насосы для отопления дома: устройство, правила подбора и установки

В системы отопления с принудительной или естественной циркуляцией ставят циркуляционные насосы. Он нужны для повышения теплоотдачи и для возможности регулировки температуры в помещении. Установка циркуляционного насоса — задача не самая сложная, при наличии минимума навыков справиться можно самостоятельно, своими руками. 

Что такое циркуляционный насос и для чего он нужен

Циркуляционный насос это такое устройств, которое изменяет скорость движения жидкой среды без изменения давления. В системах отопления ставится для более эффективного обогрева.

В системах с принудительной циркуляцией он — обязательный элемент, в гравитационных — можно ставить, если требуется увеличить тепловую мощность.

Установка циркуляционного насоса с несколькими скоростями дает возможность менять количество переносимого тепла в зависимости от температуры на улице, поддерживая таким образом стабильную температуру в помещении.

Циркуляционный насос с мокрым ротором в разрезе

Есть два типа подобных агрегатов — с сухим и мокрым ротором. Устройства с сухим ротором имеют высокий КПД (порядка 80%), но сильно шумят, требуют регулярного обслуживания.

Агрегаты с мокрым ротором работают почти бесшумно, при нормальном качестве теплоносителя могут качать воду без отказов более 10 лет.

Они имеют меньший КПД (порядка 50%), но их характеристик более чем достаточно для отопления любого частного дома.

Про выбор циркуляционного насоса для систем отопления читайте тут.

Куда ставить

Устанавливать циркуляционный насос рекомендуют после котла, до первого ответвления, а вот на подающем или обратном трубопроводе — все равно.

Современные агрегаты делают из материалов, которые нормально переносят температуры до 100-115°C.

Мало найдется систем отопления, которые работают с более горячим теплоносителем, потому соображения более «комфортной» температуры несостоятельны, но если вам так спокойнее, ставьте в обратке.

Можно ставить в обратном или прямом трубопроводе после/перед котлом до первого ответвления

Нет разницы и по гидравлике — котлу, да и остальной системе, абсолютно все равно, в подающей или обратной ветке стоит насос. Что имеет значение — это правильность установки, в смысле обвязки, и правильная ориентация ротора в пространстве. Остальное неважно.

По месту установки есть один важный момент. Если в системе отопления две отдельные ветки — на правое и левое крыло дома или на первый и второй этаж — имеет смысл на каждой поставить отдельный агрегат, а не один общий — непосредственно после котла.

Причем на этих ветках сохраняется то же правило: сразу после котла, до первого разветвления в этом отопительном контуре. Это даст возможность задавать требуемый тепловой режим в каждой из частей дома независимо от другого а также в двухэтажных домах экономить на отоплении.

Как? За счет того, что на втором этаже обычно значительно теплее, чем на первом и там требуется намного меньше тепла.

При наличии двух насосов в ветке, которая идет наверх, скорость движения теплоносителя задается намного меньше, а это позволяет сжигать меньше топлива, причем без ущерба для комфортности проживания.

Обвязка

Есть два типа систем отопления — с принудительной и естественной циркуляцией. Системы с принудительной циркуляцией работать без насоса не могут, с естественной — работают, но в таком режиме имеют более низкую теплоотдачу.

Тем не менее, меньшее количество тепла, это все-таки намного лучше, чем его полное отсутствие, потому в местностях, где электричество отключают часто, проектируют систему как гидравлическую (с естественной циркуляцией), а затем в нее врезают насос. Это дает высокую эффективность и надежность отопления.

Понятное дело, что установка циркуляционного насоса в этих системах имеет отличия.

Все системы отопления с теплым полом принудительные — без насоса через такие большие контура теплоноситель не пройдет

Принудительная циркуляция

Так как система отопления с принудительной циркуляцией без насоса неработоспособна, его устанавливают прямо в разрыв подающей или обратной трубы (по вашему выбору).

Большинство проблем с циркуляционным насосом возникают из-за наличия в теплоносителе механических примесей (песка, других абразивных частиц). Они способны заклинить крыльчатку и остановить мотор. Потому перед агрегатом обязательно ставят сетчатый фильтр-грязевик.

Установка циркуляционного насоса в систему с принудительной циркуляцией

Также желательно с двух сторон установка шаровых кранов. Они дадут возможность заменить или отремонтировать устройство без слива теплоносителя из системы. Перекрываете краны, снимаете агрегат. Сливается только та часть воды, которая была непосредственно в этом куске системы.

Естественная циркуляция

Обвязка циркуляционного насоса в гравитационных системах имеет одно существенное отличие — необходим байпас. Это перемычка, которая делает систему работоспособной при неработающем насосе. На байпасе ставят один шаровый отсечной кран, который закрыт, все время, пока работает перекачка. В таком режиме система работает как принудительная.

Схема установки циркуляционного насоса в системе с естественной циркуляцией

Когда пропадает электричество или агрегат выходит из строя, кран на перемычке открывают, кран, ведущий на насос, перекрывают, система работает как гравитационная.

Особенности монтажа

Есть один важный момент, без которого установка циркуляционного насоса будет требовать переделки: требуется разворачивать ротор так, чтобы он был направлен горизонтально. Второй момент — направление потока. На корпусе есть стрелка, указывающая в какую сторону должен течь теплоноситель. Вот так и разворачивайте агрегат, чтобы направление движения теплоносителя было «по стрелке».

Сам насос может быть установлен как горизонтально, так и вертикально, только при подборе модели смотрите, чтобы он мог работать в обоих положениях. И еще один момент: при вертикальном расположении мощность (создаваемый напор) падает примерно на 30%. Это надо учитывать при выборе модели.

Подключение к электропитанию

Работают циркуляционные насосы от сети 220 в. Подключение — стандартное, желательна отдельная линия электропитания с автоматом защиты. Для подключение требуются три провода — фаза, ноль и заземление.

Схема электрического подключения циркуляционного насоса

Само подключение к сети можно организовать при помощи трехконтактных розетки и вилки. Такой способ подключения используется, если насос идет с подключенным питающим проводом. Также можно подключить через клеммную колодку или напрямую кабелем к клеммам.

Клеммы располагаются под пластиковой крышкой. Ее снимаем, открутив несколько болтов, находим три разъема. Они обычно подписаны (нанесены пиктограммы N — нулевой провод, L — фаза, а «земля» имеет интернациональное обозначение), ошибиться трудно.

Куда подключать кабель электропитания

Так как от работоспособности циркуляционного насоса зависит вся система, имеет смысл сделать резервированное питание — поставить стабилизатор с подключенными аккумуляторами.

При такой системе электропитания все будет работать и несколько суток, так как сам насос и автоматика котла «тянут» электричества по максимуму 250-300 Вт. Но при организации надо все просчитать и подобрать емкость аккумуляторов.

Недостаток такой системы — необходимость следить за тем, чтобы аккумуляторы не разряжались.

Как подключить циркуляционник к электричеству через стабилизатор

Источник: http://stroychik.ru/otoplenie/ustanovka-cirkulyacionnogo-nasosa

Тепловые насосы вода-вода: устройство, принцип работы, правила монтажа и расчета

Тепловые насосы для отопления дома: устройство, правила подбора и установки

У отопительного оборудования, для работы которого используются достаточно дорогие виды энергоносителей, такие как газ, электричество, твердое и жидкое топливо, относительно недавно появилась достойная альтернатива – тепловой насос вода-вода.

Для функционирования такого оборудования, которое только начинает набирать популярность в России, нужны неисчерпаемые источники энергии, характеризующиеся низким потенциалом.

Тепловая энергия при этом может извлекаться практически из любых водных источников, в качестве которых могут быть использованы естественные и искусственные водоемы, скважины, колодцы и др.

Если расчет и монтаж такой насосной установки выполнены правильно, то она способна обеспечивать отопление как жилых, так и производственных строений на протяжении всего зимнего периода.

Тепловой насос получает энергию независимо от сезона

Конструктивные элементы и принцип работы

У рассматриваемых тепловых насосов для отопления дома принцип действия напоминает принцип работы холодильного оборудования, только наоборот.

Если холодильная установка выводит часть тепла из своей внутренней камеры наружу, тем самым понижая в ней температуру, то работа теплового насоса состоит в том, чтобы охлаждать окружающую среду и нагревать теплоноситель, который перемещается по трубам отопительной системы.

По тому же принципу функционируют тепловые насосы «воздух – вода» и «земля – вода», которые также используют энергию из низкопотенциальных источников для обогрева жилых и производственных помещений.

Устройство теплового насоса

Конструктивная схема теплового насоса вода-вода, который является наиболее продуктивным среди устройств, использующих источники энергии с низким потенциалом, предполагает наличие таких элементов, как:

  • наружный контур, по которому перемещается вода, откачиваемая из водного источника;
  • внутренний контур, по трубопроводной магистрали которого перемещается хладагент;
  • испаритель, в котором холодильный агент превращается в газ;
  • конденсатор, в котором газообразный хладагент снова становится жидкостью;
  • компрессор, предназначенный для того, чтобы увеличивать давление газообразного холодильного агента перед его подачей в конденсатор.

Принцип действия теплового насоса

Таким образом, в устройстве теплового насоса вода-вода нет ничего сложного. Если вблизи от дома имеется естественный или искусственный водоем, то для отопления строения лучше всего применять как раз тепловой насос типа вода-вода, принцип работы и конструктивные особенности которого состоят в следующем.

  1. Контур, представляющий собой первичный теплообменник, по которому циркулирует антифриз, размещается на дне водоема. При этом глубина, на которой выполняют монтаж первичного теплообменника, должна быть ниже уровня промерзания водоема. Антифриз, проходя по первичному контуру, нагревается до температуры 6–8°, а затем подается к теплообменнику, отдавая тепло его стенкам. Задача антифриза, циркулирующего по первичному контуру, заключается в передаче теплоэнергии воды холодильному агенту (фреону).
  2. В том случае если схема работы теплового насоса предусматривает забор и передачу тепловой энергии воды, откачиваемой из подземной скважины, контур с антифризом не используется. Вода из скважины по специальной трубе пропускается через камеру теплообменника, где и отдает свою тепловую энергию холодильному агенту.
  3. Теплообменник для тепловых насосов – важнейший элемент их конструкции. Это устройство, состоящее из двух модулей – испарителя и конденсатора. В испарителе фреон, подающийся по капиллярной трубке, начинает расширяться и превращается в газ. При контакте газообразного фреона со стенками теплообменника хладагенту передается низкопотенциальная тепловая энергия. Зарядившийся такой энергией фреон подается в компрессор.
  4. В компрессоре осуществляется сжатие газообразного фреона, в результате чего температура хладагента повышается. После сжатия в камере компрессора фреон поступает в другой модуль теплообменного аппарата – конденсатор.
  5. В конденсаторе газообразный фреон снова превращается в жидкость, а накопленная им тепловая энергия передается стенкам емкости, в которой находится теплоноситель. Поступая в камеру второго модуля теплообменника, фреон, находящийся в газообразном состоянии, конденсируется на стенках накопительной емкости, сообщает им тепловую энергию, которая затем передается воде, находящейся в такой камере. Если при выходе из испарителя фреон обладает температурой 6–8 градусов Цельсия, то на входе в конденсатор теплового насоса вода-вода благодаря вышеописанному принципу работы такого устройства ее значение достигает 40–70 градусов Цельсия.

Таким образом, принцип работы теплового насоса базируется на том, что хладагент при переходе в газообразное состояние забирает тепловую энергию у воды, а при переходе в жидкое состояние в конденсаторе отдает накопленную энергию жидкой среде – теплоносителю отопительной системы.

Точно по такому же принципу работают тепловые насосы «воздух – вода» и «земля – вода», разница состоит лишь в типе источника, который применяется для получения тепловой энергии низкого потенциала. Другими словами, тепловой насос принцип работы имеет один, не варьирующийся в зависимости от типа или модели устройства.

То, насколько эффективно нагревается тепловым насосом теплоноситель системы отопления, во многом определяется колебаниями температуры воды – источника низкопотенциальной энергии. Высокую эффективность такие устройства демонстрируют при работе с водой из скважин, где температура жидкой среды в течение года находится в диапазоне 7–12 градусов Цельсия.

Насос «вода-вода» относится к одному из грунтовых типов тепловых насосов

Принцип работы теплового насоса вода-вода, обеспечивающий высокую эффективность данного оборудования, позволяет использовать такие устройства для оснащения систем отопления жилых и промышленных строений не только в регионах с теплыми зимами, но и в северных районах.

Рекомендации по выбору модели

Чтобы тепловой насос, схема работы которого описана выше, демонстрировал высокую эффективность, следует знать, как правильно выбрать такое оборудование. Очень желательно, чтобы выбор теплового насоса вода-вода (а также «воздух – вода» и «земля – вода») осуществлялся с участием квалифицированного и опытного специалиста.

При выборе теплонасоса для водяного отопления учитываются следующие параметры такого оборудования:

  • производительность, от которой зависит площадь здания, отопление которого насос может обеспечить;
  • торговая марка, под которой произведено оборудование (учитывать данный параметр необходимо потому, что серьезные компании, продукция которых уже оценена многими потребителями, уделяют серьезное внимание как надежности, так и функциональности производимых моделей);
  • стоимость как самого выбираемого оборудования, так и его монтажа.

Оснащение котельной с тепловым насосом

При выборе тепловых насосов вода-вода, воздух-вода, земля-вода рекомендуется обращать внимание на наличие у такого оборудования дополнительных опций. Сюда, в частности, относятся возможности:

  • управления работой оборудования в автоматическом режиме (работающие в таком режиме за счет специального контроллера тепловые насосы позволяют создать в обслуживаемом ими строении комфортные условия для проживания; изменение параметров работы и другие действия по управлению теплонасосами, которые оснащены контроллером, могут выполняться посредством мобильного устройства или пульта ДУ);
  • использования оборудования для нагрева воды в системе ГВС (обращать внимание на данную опцию следует потому, что в некоторых (особенно старых) моделях тепловых насосов, коллектор которых устанавливается в открытых водоемах, она отсутствует).

Расчет мощности оборудования: правила выполнения

Прежде чем приступать к выбору определенной модели теплового насоса, надо разработать проект системы отопления, которую такое оборудование будет обслуживать, а также выполнить расчет его мощности.

Такие вычисления необходимы для того, чтобы определить фактическую потребность в тепловой энергии здания с определенными параметрами.

При этом обязательно учитывают тепловые потери в таком здании, а также наличие в нем контура ГВС.

Для теплового насоса вода-вода расчет мощности выполняется по следующей методике.

  • Сначала определяют общую площадь здания, для отопления которого будет использоваться приобретаемый тепловой насос.
  • Определив площадь здания, можно рассчитать мощность теплонасоса, способного обеспечить отопление. Выполняя такой расчет, придерживаются правила: на 10 кв. м площади здания необходимо 0,7 киловатт мощности теплового насоса.
  • Если тепловой насос будет использоваться и для обеспечения функционирования системы ГВС, то к полученному значению его мощности добавляют 15–20 %.

Выполняемый по вышеописанной методике расчет мощности теплонасоса актуален для зданий, в помещениях которых высота потолков не превышает 2,7 метра. Более точные вычисления, учитывающие все особенности зданий, которые предстоит отапливать посредством теплового насоса, выполняются сотрудниками профильных организаций.

Для теплового насоса «воздух – вода» расчет мощности выполняется по похожей методике, но с учетом некоторых нюансов.

Как изготовить тепловой насос самостоятельно

Хорошо разобравшись в том, как работает тепловой насос типа вода-вода, можно изготовить такое устройство своими руками. Фактически самодельный тепловой насос является набором готовых технических устройств, правильно подобранных и соединенных в определенной последовательности.

Чтобы тепловой насос, изготовленный своими руками, демонстрировал высокую эффективность и не вызывал проблем при эксплуатации, необходимо выполнить предварительный расчет его основных параметров.

Для этого можно воспользоваться соответствующими программами и онлайн-калькуляторами на сайтах производителей подобного оборудования или обратиться к профильным специалистам.

Схема самодельного теплового насоса

Итак, чтобы изготовить тепловой насос своими руками, надо подобрать элементы его оснащения по предварительно рассчитанным параметрам и выполнить их правильный монтаж.

Компрессор

Компрессор для теплового насоса, изготавливаемого собственноручно, можно взять из старого холодильника или сплит-системы, обращая при этом внимание на мощность такого устройства. Преимуществом использования компрессоров от сплит-систем является низкий уровень шума, создаваемого при их работе.

Конденсатор

В качестве конденсатора для самодельного теплового насоса можно использовать змеевик, демонтированный из старого холодильника. Некоторые делают его самостоятельно, используя сантехническую или специальную холодильную трубку.

В качестве емкости, в которую надо поместить змеевик конденсатора, можно взять бак из нержавейки объемом приблизительно 120 литров.

Чтобы поместить в такой бак змеевик, ее предварительно разрезают на две половины, а затем, когда монтаж змеевика выполнен, сваривают.

Самодельный конденсатор из нержавеющего бака и теплообменник из медной трубки

Очень важно перед выбором или самостоятельным изготовлением змеевика рассчитать его площадь. Для этого нужна следующая формула:

П3 = MТ/0,8PТ

Параметрами, используемыми в данной формуле, являются:

  • МТ – мощность создаваемого тепловым насосом тепла (кВт);
  • PТ – разница между температурами на входе в тепловой насос и на выходе из него.

Чтобы в конденсаторе теплового насоса из холодильника не создавались воздушные пузырьки, вход в змеевик следует располагать в верхней части емкости, а выход из него – в нижней.

Испаритель

В качестве емкости для испарителя можно использовать простую пластмассовую бочку вместимостью 127 л с широкой горловиной.

Для создания змеевика, площадь которого определяется по такой же схеме, как и для конденсатора, также используется медная трубка.

В изготовленных в домашних условиях тепловых насосах, как правило, применяют испарители погружного типа, в которые сжиженный фреон поступает снизу, а превращается в газ в верхней части змеевика.

Подачу и сток воды можно сделать из обычных канализационных труб, а саму бочку-испаритель закрепить на стене посредством кронштейнов

Очень аккуратно с помощью пайки при самостоятельном изготовлении теплового насоса следует выполнять монтаж терморегулятора, так как данный элемент нельзя нагревать до температуры, превышающей 100 градусов Цельсия.

Для подвода воды к элементам самостоятельно сделанного теплового насоса, а также ее отвода используются обычные канализационные трубы.

Тепловые насосы вода-вода, если сравнивать их с устройствами типа «воздух – вода» и «земля – вода», более простые по своей конструкции, но при этом более эффективные, поэтому оборудование именно данного типа чаще всего изготавливают самостоятельно.

Сборка самодельного теплонасоса и его запуск в работу

Для сборки и запуска в работу самодельного теплового насоса потребуются следующие расходные материалы и оборудование:

  1. сварочный аппарат;
  2. вакуумный насос (для проверки всей системы на вакуум);
  3. баллон с фреоном, заправка которого осуществляется через специальный клапан (установку клапана в системе следует предусмотреть заранее);
  4. температурные датчики, которые устанавливаются на капиллярные трубы на выходе из всей системы и на выходе из испарителя;
  5. пусковое реле, предохранитель, дин-рейка и электрощиток.

На раме, сваренной из профильной трубы, устанавливается компрессор и ресивер

Все сварочные и резьбовые соединения при сборке следует выполнять максимально качественно, чтобы обеспечить абсолютную герметичность системы, по которой будет перемещаться фреон.

В том случае, если в роли источника низкопотенциальной энергии выступает вода в открытом водоеме, дополнительно необходимо изготовить коллектор, наличие которого предполагает принцип работы тепловых насосов данного типа. Если же предполагается использование воды из подземного источника, надо пробурить две скважины, в одну из которых вода будет сбрасываться после того, как пройдет всю систему.

Источник: http://met-all.org/nasosy/teplovoj-nasos-voda-voda-printsip-raboty-ustrojstvo-montazh.html

Бизнес на установке тепловых насосов для отопления домов

Тепловые насосы для отопления дома: устройство, правила подбора и установки

Тепловым насосом называется устройство, которое переносит энергию тепла, рассредоточенную в окружающей среде, в помещение. По сути, он похож на холодильник, только с другими параметрами настройки.

Холодильник перемещает тепло наружу, тепловая установка – вовнутрь. Тепловой насос для отопления дома способен полностью отопить дом, если температура на улице не ниже температуры бивалентности (расчетного уровня).

При более низкой температуре необходимо подключение традиционного отопительного котла.

Устройство теплового насоса:

  • испаритель;
  • теплоноситель (чаще всего – вода);
  • хладагент;
  • компрессор, подключенный к электросети;
  • конденсатор (теплообменник);
  • терморегулятор.

Все агрегаты связаны в единую цепь.

Принцип работы теплового насоса

Теплоноситель забирает тепло из грунта, воды или воздуха, проходит через испаритель, отдавая его внутреннему контуру, который наполнен хладагентом. Хладагентом служит вещество, обладающее низкой температурой кипения, которое уже при +5оС превращается в пар.

Компрессор засасывает пар хладагента, сжимает его, повышая таким образом температуру, потом выталкивает в конденсатор, где горячий хладагент отдает тепловую энергию теплоносителю отопительной системы здания и возвращается в жидкое состояние. Начинается новый цикл.

После того, как в доме температура воздуха поднимается до определенного уровня, терморегулятор останавливает работу компрессора, размыкая электроцепь. При понижении температуры терморегулятор вновь замыкает цепь, обогрев возобновляется.

Если говорить об эффективности подобного оборудования, то для определения этого параметра не применяется понятие кпд – оно заменяется понятием КПТ (коэффициент передачи тепла).

Подобное тепловое оборудование тратит определенный объем электроэнергии, а приносит тепловую энергию.

Чаще всего получается, что примерно 70% тепла для отопления получается от природы и только 30% расходуется на работу устройства, то есть, отопление становится дешевле на 70%.

Преимущества использования:

  • экономичность;
  • возможность использовать в любом месте;
  • экологическая безопасность;
  • универсальность (в жаркую погоду может выводить из дома избыток тепла);
  • стопроцентная пожаро- и взрывобезопасность;
  • надежность и независимость от поставок топлива;
  • отсутствие шума;
  • совместимость с любой системой отопления;
  • возможность выбора мощности.

: принцип работы

Виды тепловых насосов

Это оборудование классифицируется по двум показателям: принципу работы и методу забора тепла. По принципу работы различаются два вида:

  1. парокомпрессионный тепловой насос – для работы требуется электроэнергия;
  2. абсорбционный – работает на тепловой энергии.

По методу забора тепла все установки делятся на три вида:

  1. геотермальные тепловые насосы – забирают тепловую энергию из земли или воды;
  2. воздушный тепловой насос – забирает тепловую энергию из воздуха;
  3. на утилизированном тепле – используют тепло из вентиляции (можно устанавливать в промышленности, где в процессе производства образуется избыток тепла).

В частных домах можно использовать оборудование 3-х видов:

  1. земля-вода;
  2. воздух-воздух;
  3. вода-вода.

Тепловой насос грунт вода забирает тепло земли, накопленное от солнца. На глубине 5-7 метров температура имеет одинаковое значение практически круглый год. Теплообменник забирает тепло и передает хладагенту.

В зависимости от геологии и площади участка можно использовать горизонтальный или вертикальный коллектор.

Горизонтальный укладывается под верхний слой грунта, для вертикального необходимы скважины глубиной 50-150 метров.

Тепловой насос воздух воздух забирает тепло из наружного воздуха и передает воздуху, используемому для отопления. В этом случае нет необходимости использовать воду в качестве теплоносителя.

Но этот вид оборудование можно использовать только в южных регионах. Насос вода вода забирает тепло из озера, реки или скважины.

По конструкции он практически не отличается от устройства грунт-вода, но более эффективен (температура воды выше).
: отзыв владельца

Бизнес на монтаже (установке) тепловых насосов

В США, Японии, Юго-Восточной Азии и Западной Европе этот вид отопления используется достаточно широко. В России ситуация иная – низкие зимние температуры диктуют особые требования к устройству этих систем.

Расчет мощности теплового насоса производится индивидуально для каждого дома  и базируется на множестве показателей:

  • расположении строений и деревьев на конкретном участке;
  • количестве этажей и общей площади помещений, нуждающихся в отоплении;
  • материалах стен и крыши, толщине всех конструкций;
  • количестве и размерах оконных проемов, материале рам, количестве камер в стеклопакетах;
  • электрической мощности;
  • степени автоматизации котла;
  • виде системы отопления (радиаторы, теплый пол, смешанное).

Только после оценки всех показателей определяется стоимость насоса.

В  южных регионах, где возможно использовать установку воздух-воздух, цена насоса с установкой под ключ будет гораздо ниже, чем в центральных регионах, где необходимо оборудование вода-вода или грунт-вода.

Подобное положение обусловлено тем, что для системы воздух-воздух не требуется рыть траншеи, укладывать контур или бурить скважины.

Бизнес на установке подобного оборудования может подойти для тех, кто занимается бурением скважин на воду, то есть, уже имеет технику для бурения и у них работают специалисты, способные провести геодезические исследования, составить техническое задание и соответствующую смету. При желании расширить бизнес и наличии свободных финансовых средств подобная услуга может оказаться востребованной, особенно в местах, где строят много коттеджей.

Все работы по установке выполняются в три этапа:

  • бурение;
  • монтаж первичного контура и коммутационного колодца, ввод коллектора;
  • монтаж вспомогательного оборудования в помещениях, пуско-наладочные работы;
  • проверка работоспособности.

Однако, стоит учесть, что клиенты предпочитают комплексный подход, то есть, хотят, чтобы компания, которая установила насос, сделала так же внутренние системы отопления, холодного и горячего водоснабжения, канализации. Это гораздо удобнее при эксплуатации – независимо от вида неисправности обращаться можно в одну и ту же компанию.

Проект установки геотермального оборудования можно реализовать за полтора, два месяца. Если предлагать весь комплекс услуг, времени потребуется еще больше. Это значит, что за лето можно осуществить не более двух-трех проектов (земляные работы не рекомендуется проводить при температуре ниже 0оС).

Можно ли на этом заработать? Стоимость теплового насоса составляет всего 15-25% от стоимости проекта в целом. Гораздо дороже обходится бурение скважин под зонды (глубина 50-150 м) – один метр – от 2000 рублей. Чаще всего нужны 3 скважины по 70 м, общая стоимость – 420 тысяч рублей.

В скважины вставляются трубы в форме U и заливаются раствором. Для коттеджа с площадью 120-160 м2 полная стоимость проекта может составить до 1,05-1,23 миллиона рублей, а насос стоит примерно 350 тысяч рублей (Mammoth из США).

Если начинать все с нуля, то менее рискованные варианты – монтаж систем с горизонтальным контуром и систем воздух-воздух. Для установки горизонтального контура нужно закопать трубы на глубину 1,5 м, поэтому нет нужды покупать оборудование для бурения (но может пригодиться укладчик теплового контура).

Для систем воздух-воздух земляные работы вообще не требуются – это оборудование по объему не больше, чем кондиционер. Если начинать бизнес с нуля, то самых небольших затрат потребует именно организация монтажа тепловых насосов воздух-воздух. Если услуга будет востребована и появится прибыль, бизнес всегда можно расширить.
: монтаж насоса

Коммерческие предложения

Если вы являетесь производителем или поставщиком оборудования, экспертом или предоставляете франшизу в данной сфере, тогда напишите нам через страницу Контактов.
Ниже мы разместим информацию о вашем предложении и ваши контакты.

Сохраните статью в закладки. Пригодится;)
Следите за обновлениями в Фейсбуке:

Следите за обновлениями :

→  29.05.2014

Внимание!

На странице публикуются только полезные для других отзывы, в которых указано что человек имел опыт в этом деле.

Заранее большое спасибо, если поделитесь с нашими читателями своим драгоценным опытом!:)

Источник: http://to-biz.ru/biznes-na-ustanovke-teplovyx-nasosov-dlya-otopleniya-domov/

Домашние работы
Добавить комментарий