Тепловые насосы для отопления частного дома | Дом Мечты — тепловые насосы для отопления частного дома

Принцип теплового насоса был известен давно, а использовать его в плане альтернативной энергии для отопления зданий сообразили недавно. По большому счету, тепловой насос являет собой некое подобие холодильника, только вместо холода он вырабатывает тепло. Никогда не замечали, насколько горячим может быть мощный промышленный холодильник снаружи? Это именно тот эффект, о котором и идет речь.

Тепловые насосы для отопления – альтернативная тепловая энергия для обогрева частного дома

Тепловая энергия есть практически везде: в земле, воде и даже в воздухе. Она была там все время, вот только извлекать ее научились сравнительно недавно. Все дело в том, что даже в воздухе, температура которого приближается к нулю, этой энергии вполне достаточно, чтобы обогреть частный дом довольно-таки немалой площади – просто она рассеяна, и собирать ее было довольно проблематично. Но не сейчас, когда лучшие умы человечества разработали тепловые насосы для отопления.

Принцип теплового насоса был известен давно, а использовать его в плане альтернативной энергии для отопления зданий сообразили недавно. По большому счету, тепловой насос являет собой некое подобие холодильника, только вместо холода он вырабатывает тепло. Никогда не замечали, насколько горячим может быть мощный промышленный холодильник снаружи? Это именно тот эффект, о котором и идет речь.

Тепловые насосы для отопления дома

Виды тепловых насосов для отопления

Существует четыре вида тепловых насосов:

• грунт-вода;
• вода-вода;
• вода-воздух;
• воздух-воздух.

Их названия говорят сами за себя. К примеру, тепловой насос «грунт-вода» вытягивает тепло из недр земли, концентрирует его и перерабатывает в энергию горячей воды, которая и обогревает здание. В общем, вы поняли, первое слово в названии говорит об источнике тепла, а второе – о теплоносителе (насос «воздух-воздух» концентрирует тепло из воздуха и обогревает помещение струей горячего воздуха).

Каждый из четырех видов тепловых насосов для отопления обладает своими преимуществами и недостатками. Взять, к примеру, насос «грунт-вода», для его нормального функционирования нужна довольно глубокая скважина. Такие тепловые насосы для отопления обладают очень высоким КПД, ведь из недр земли он извлекает тепло не ниже чем 15˚С. И разогреть с его помощью воды до температуры 60-70 градусов по Цельсию довольно таки просто. А вот тепловым насосам, отбирающим энергию воды или воздуха, приходится немного труднее, но в отличие от первых, для их работы не нужна скважина.

В принципе, технологии отопления тепловым насосом равноценные и особых различий в них не наблюдается. А вот общего у них достаточно много – все они позволяют практически полностью отказаться от использования таких природных ресурсов как газ, бензин, дизельное топливо или электричество. От последнего полностью уйти не получилось – без электричества насос работать не будет. Но это не значит, что вам придется оплачивать большие счета за электроэнергию – она нужна только для работы компрессора. Скажем так, на каждый затраченный киловатт электрической энергии тепловой насос выдает 10-12Квт тепловой энергии.

Отопление тепловым насосом

Как работают тепловые насосы для отопления дома

Весь процесс отопления дома тепловым насосом можно представить в виде цикла – он назван по имени изобретателя. Обратный цикл Карно выглядит примерно так. Хладагент (газ наподобие знакомого нам фреона) под очень высоким давлением через мельчайшие отверстия – капилляры, попадает в испарительную камеру, в которой благодаря очень резкому снижению давления он испаряется и отбирает тепло у внутренних стен испарительной камеры. Последняя камера, в свою очередь, отбирает тепло у водяного, земляного или воздушного контура. Дальше идет отбор и сжатие парообразного хладагента компрессором – в этот момент температура газа резко повышается и происходит его выброс в так называемый конденсатор.

В конденсаторе хладагент находится уже при температуре от 85 до 125 градусов по Цельсию. Именно в конденсаторе при помощи специального теплообменника и происходит нагрев теплоносителя, который служит для обогрева помещения. А сам же хладагент остывает, отдавая тепло жидкости, и возвращается к капиллярам, чтобы повторять весь цикл Карно снова и снова.

Для управления тепловым насосом отопления существует специальный терморегулятор. Когда температура воздуха в помещении достигает установленной отметки, он срабатывает и тепловой насос прекращает свою работу. И, наоборот, при понижении температуры в доме, насос снова включается в работу.

Отопление дома тепловым насосом

Как и многие вещи в нашем мире, тепловые насосы для отопления способны не только нагревать воду или помещение, но также и охлаждать их. Достигается это довольно просто – насос дополнительно оснащается реверсивным клапаном, и вот вам уже не тепловой насос, а универсальный генератор микроклимата, способный как отопить помещение, так и охладить его. А заодно и снизить расходы на поддержание комфортных климатических условий примерно на 75%, в отличие от агрегатов, работающих на традиционном топливе. Отсюда и стоимость теплового насоса – вместе с монтажом всей системы в целом это удовольствие обойдется вам порядка 10000 Евро и выше. Все зависит от мощности насоса и обогреваемой площади.

Источник: http://www.domechti.ru/teplovye-nasosy-dlya-otopleniya/10981

Тепловой насос для отопления дома

Ни один современный дом не сможет существовать без правильно смонтированной отопительной системы. Точнее – в нем не смогут жить люди, поскольку в зимнее время достичь комфортной температуры без отопления какого-либо типа будет попросту невозможно. Именно поэтому и создаются разнообразные системы, которые способны сделать наш дом боле теплым, а нашу жизнь в нем – максимально комфортной. Справедливости ради следует сказать, что отопительная система – достаточно дорогое удовольствие. И за ее использование, а соответственно, и за тепло в доме, человек согласен платить довольно крупные суммы. Ведь никому не хочется мерзнуть.

• Виды тепловых насосов
• Принцип работы тепловых насосов
• Достоинства тепловых насосов

Виды тепловых насосов

Но непрерывный рост цен заставляет все чаще задумываться об альтернативных источниках тепла, которые и стоят недорого, и работают хорошо. Многие скажут – так не бывает. И они не правы. На самом деле, уже довольно долго ведутся работы по созданию такого устройства, как тепловой насос для отопления дома, который способен и обогреть человека, и сэкономить ему немало средств.

Зачем придумывать что-то новое – скажут скептики. Но проблема в том, что тепловая энергия окружает человека постоянно – она дается самой природой и исходит из земли, воды и даже воздуха. Просто человек до недавнего времени не умел правильно ее собирать. Но теперь это возможно. Для этого созданы специальные тепловые насосы для отопления дома – они могут собирать энергию из окружающей среды и правильно распределять ее по дому таким образом, что в нем постоянно поддерживается наиболее комфортная температура.

На сегодняшний день существует несколько типов тепловых насосов.

Основное распределение – то, откуда тепловые насосы для отопления дома берут тепловую энергию, и куда ее отдают. Итак:

• воздух-воздух;
• вода-воздух;
• вода-вода;
• грунт-вода.

Принцип работы тепловых насосов довольно прост. Например, отопление дома тепловым насосом «грунт-вода» забирает тепловую энергию из земли. И при помощи этой энергии можно нагреть воду, которая и выступает теплоносителем, циркулируя в отопительной системе. Разумеется, тепло в такой отопительной системе накапливается постепенно – но и отдается оно тоже не все сразу.

Недостатков тепловой насос имеет достаточно мало. В частности, одно из наибольших неудобств – энергозависимость оборудования. Ведь для циркуляции воды или для выброса потока теплого воздуха в помещение требуется дополнительное оборудование. Однако, даже учитывая то, что установка будет потреблять определенное количество киловатт, использование теплового насоса является все же весьма выгодным.

Ведь при выбросе тепловой энергии на 10-12 кВт установка потребляет всего 1 кВт электроэнергии – а таким образом, выгода становится явно заметной. Однако даже такая незначительная энергозависимость делает использование тепловых насосов недоступным в том случае, если в доме наблюдаются довольно частые перебои с электроэнергией. Конечно, если они кратковременные и довольно редкие, то решением может стать обычный мощный аккумулятор. В противном случае – владельцу дома придется искать другой способ отопления.

Одним из неудобств, с которыми сталкиваются владельцы домов, желающие установить отопление частного дома тепловым насосом, является необходимость тщательной подготовки места для установки оборудования.

В частности, насос «грунт-вода» требует обязательного наличия весьма глубокой скважины. А организовать ее на собственном придомовом участке могут не все.

Принцип работы тепловых насосов

Принцип работы современного теплового насоса разработан инженером Карно. Обогрев жилья выполняется по определенному циклу. Прежде всего, используется специальный хладагент – газ, подобный фреону. Через тончайшие капилляры он под очень высоким давлением попадает в специальную камеру. Там давление значительно меньше, чем то, которое воздействовало на газ – и благодаря этому происходит довольно быстрое испарение.

Испаряясь, газ забирает тепло у стенок испарительной камеры. В последней из камер происходит активный отбор тепла у используемого контура (водного, земляного, воздушного). После этого хладагент, который находится в парообразном состоянии, сжимается посредством применения специального компрессора. Именно в этот момент и наблюдается значительное повышение температуры газа – а сам он перемещается в специальный отсек – конденсатор. Примерная температура газа в конденсаторе – 85-125 градусов.

Именно от этого тепла и происходит прогрев теплоносителя – это делается в специальном теплообменнике. А горячий теплоноситель легко перемещается по отопительной системе при помощи циркуляционного насоса. В том же конденсаторе происходит и охлаждение хладагента. А он, остывая, вновь возвращается к капиллярам. Именно таким образом цикл Карно постоянно повторяется.

Достоинства тепловых насосов

Достоинство теплового насоса состоит еще и в том, что они имеют электронный блок управления, при помощи которого можно контролировать весь процесс. Кроме того, при помощи блока можно регулировать и степень нагрева. Специальные датчики, установленные в помещении, регулярно подают на блок управления информацию о температуре. Как только она достигнет определенного уровня – работа насоса автоматически прекращается. В момент, когда температура опустится до минимального показателя – насос автоматически включается.

Современные модели тепловых насосов отличаются значительной функциональностью. То есть, с его помощью можно не только обогревать дом, но и обеспечивать его горячим водоснабжением.

Кроме того, отопление загородного дома тепловым насосом может не только нагревать, но и охлаждать помещение. Для того чтобы отопительная система работала одновременно и как охлаждающая, на самом деле, нужно не так много. В частности, понадобится просто дополнить отопление загородного дома и тепловые насосы специальным реверсивным клапаном. Таким образом, установив тепловой насос, вы получите современную климатическую установку, которая поможет поддерживать комфортную температуру в доме в течение всего года.

Конечно, многие современные пользователи отмечают единственный недостаток теплового насоса, как показывают отзывы, – его достаточно высокую стоимость. Однако следует учитывать тот факт, то приобретя и установив тепловой насос, вы больше не будете тратить средства на что-либо. То есть, вам не нужно будет приобретать большое количество топлива – а это явная экономия.

Источник: http://otoplenie-doma.org/teplovoj-nasos-dlya-otopleniya-doma.html

Отопление дома тепловым насосом

Нередко перед домовладельцем ставится задача, как спланировать отопление и горячее водоснабжение в своем доме. Реализация системы отопления с помощью твердого топлива, газа и электричества несет в себе определенные сложности и затраты. Для организации теплообмена и эффективного энергосбережения с помощью самовозобновляемых источников энергии (природных грунтовых, водных и воздушных ресурсов) используется отопление тепловым насосом.

Разновидности тепловых насосов

Существуют тепловые насосы следующих типов:

земля и вода – с применением воды или рассола, а также с использованием грунтового зонда. Грунтовой насос может быть установлен с помощью зонда на участке небольшой площади, либо с помощью коллектора, проложенного под уровнем промерзания грунта на большом земельном участке. Такой тепловой насос подходит для отопления и нагрева воды зданий различного типа, не требует сложного технического обслуживания и долговечен;

Преимущества и недостатки

Среди преимуществ отопления дома тепловым насосом можно назвать:

• энергосбережение и экономичность – сокращаются затраты на отопление, тепловые насосы поставляют энергию для поддержания комфортной температуры и нагрева воды при минимальном энергопотреблении от источника электричества;
• универсальность применения – данная система перекачивает тепло из практически неисчерпаемого резервуара энергии – природной среды. Тепловой насос может использоваться как в промышленных объектах, так и в частных постройках. Совместим с любой циркуляционной системой отопления, может применяться как для нагрева, так и для кондиционирования воздуха. Тепловой насос может выступать в режиме пароохладителя – теплообменника, который будет использовать летом излишки тепла для нагрева воды;
• удобство эксплуатации – тепловой насос не нуждается в специально оборудованной системе вентиляции, защищен от перебоев электропитания, устойчиво и надежно работает в автономном режиме, не требует специального технического обслуживания. Может использоваться в бивалентных схемах систем отопления – совместно с газовым котлом либо электрокотлом;
• экологичность – данная система безопасна для здоровья человека, увлажняет воздух, не выделяет в отапливаемое помещение потенциальных аллергенов, а также в окружающую среду вредных выбросов, продуктов горения;
• безопасность применения – данная система абсолютно взрыво- и пожаробезопасна, так как горение топлива, газы и токсичные смеси отсутствуют. При остановке системы отсутствует вероятность замерзания жидкости и последующего выхода из строя насоса.

Согласно отзывам о тепловых насосах, эффективно их использование в режиме невысоких температур – например, для водяного отопления пола. В жару возможно применение работы теплового насоса для охлаждения помещения – тепло передается хладагенту и выводится из дома через теплообменник наружу. В процессе теплообмена система потребляет электрическую энергию значительно экономичнее, чем традиционные электрокотлы.

К недостаткам данной системы можно отнести:

• достаточно высокую цену теплового насоса относительно традиционных схем отопления. Например, по сравнению с установкой газового или электрического котла геотермальный насос (в котором в качестве источника тепловой энергии выступает земля) обойдется значительно дороже, затраты же окупятся через длительное время;
• тепловой насос займет такую же площадь в котельной, как и газовый котел. Дополнительно для вертикальных зондов из расчета на 1 кВт тепловой мощности потребуется порядка 25 м 2 площади участка для размещения, для горизонтальных – до 250 м 2 . Для размещения в воде потребуется доступ к водоему и некоторая его площадь;
• тепловой насос относится к высокоточной аппаратуре, требующей подключения к трехфазной сети. Следует учесть, что запуск компрессора характеризуется высоким пусковым током (возможно, потребуется устройство плавного пуска);
• система отопления тепловым насосом, как правило, оборудована спиральным компрессором, характеризующимся значительным уровнем шума – несмотря на применение звукоизоляционных материалов. Таким образом, может понадобиться оборудование отдельного помещения котельной, а для высокомощных моделей от 40 кВт – оборудование его специальными звукоизоляционными материалами;
• бурение скважин подразумевает повторное благоустройство прилегающего земельного участка. Кроме того, может понадобиться согласование проведения буровых работ.

Устройство и принцип действия теплового насоса

Тепловой насос изобрел еще в девятнадцатом веке английский физик, позднее его усовершенствовал австрийский инженер. В 40-х годах двадцатого века придумали, как использовать тепло, выделяющееся при работе морозильной камеры для отопления дома и нагрева воды. В дальнейшем технология отопления при помощи теплового насоса получила распространение в 70-х годах — вследствие развития мировой тенденции энергосбережения. Попросту говоря, тепловой насос функционирует по схеме, напоминающей работу холодильника. В холодильном агрегате тепло от продуктов питания нагревает циркулирующий по трубам хладагент, в системе теплового насоса, наоборот – в дом переносится накопленное в грунте, воде, воздухе или глубинных недрах тепло.

Основными компонентами теплового насоса являются:

• испаритель;
• конденсатор;
• понижающий давление дроссельный клапан;
• повышающий давление компрессор, питающийся от электросети.

Данные составляющие теплового насоса связаны в единую замкнутую систему с помощью трубопровода, по которому циркулирует в одной части цикла жидкость, в другой газ. Температура кипения хладагента около 40°C, поэтому он может использоваться с низкотемпературным тепловым источником, точка кипения меняется с изменением давления.

Система отопления с помощью теплового насоса работает циклично следующим образом:

• на коллектор поступает жидкость (может применяться спиртовой либо соляной раствор, гликолевая смесь), поглощающая тепло и доставляющая его к насосу;
• на испарителе энергия передается хладагенту – вскипая и превращаясь в газ, он отбирает тепло, поставляемое коллектором из окружающей среды;
• газ, попадающий в компрессор, сжимается – и, нагреваясь, выталкивается в конденсатор;
• компрессор выступает в роли теплоотдатчика – нагревает теплоноситель системы отопления в доме, при этом хладагент снова переходит в жидкое состояние и направляется в коллектор.

Мощность теплового насоса

Необходимую тепловую производительность насоса рекомендуется рассчитывать после утепления окон, а также стен и крыши, исходя из существующих потребностей здания. Можно провести ориентировочный расчет, исходя из площади отапливаемых помещений и суммарного потребления горячей воды. Стоит учитывать, что в средних широтах тепловой насос обычно покрывает порядка 60% годовой потребности тепловой энергии для отопления, а также горячего водоснабжения.

Тепловой насос — видео

Источник: http://dachnaya-zhizn.ru/otoplenie-doma-teplovym-nasosom

Применение тепловых насосов для отопления дома

Стоимость источников энергии дорожает изо дня в день, что позволило создать новое направление в отопительных системах, которые функционируют без топлива. Также следует учесть, что применение топлива негативно сказывается на состояние окружающей среды, а также на здоровье людей.

В связи с истощением топливных запасов, появились альтернативные способы для отопления дома, среди которых особое место занимает тепловой насос. В Европе уже дано пользуются подобными установками и уже убедились в их практичности.

Поэтому, ниже рассмотрим, как функционирует тепловой насос, какие виды их существует, перечислим основные преимущества и недостатки установки.

Горизонтальный тепловой насос

Как устроен и работает тепловой насос?

Энергию земли можно использовать, путем прокладки коллекторных труб на значительной глубине. Это необходимо для того, чтобы сохранять одинаковый температурный режим. В трубах перемещается специальная жидкость, которая устойчива к низким температурам. Посредством теплообменника циркулирующая жидкость прогревает фреон. Последний, в свою очередь циркулирует по контуру самого насоса.

На глубине температура составляет около 8 0 С, при которой фреон превращается в газообразное состояние. Образованный газ подлежит дальнейшему сжатию для обогрева до 80 0 С. При этом, выработанная тепловая энергия переходит в отопительную систему.

Принцип работы теплового насоса

Для этой конструкции, тепловые насосы размещаются на земле для того. Чтобы обеспечить низкий уровень температурного режима. Кроме того, к подобным источникам следует отнести воздух и воду. Последняя, может выступать в виде водоемов или же подземных источников.

Так как земля, вода и воздух – это нескончаемые ресурсы нашей планеты, то будущее лежит в основе именно подобных отопительных систем.

Разновидности тепловых насосов

Все тепловые насосы различаются между собой в зависимости от выбранного источника тепла, среди которых:

• земля;
• воздух;
• подземные источники воды;
• вода из водоемов.

Кроме того, на типологию насосов влияет и теплоноситель. Если вы выбираете геотермальный тепловой насос, то его принцип функционирования основан на использовании энергии земли, а сам процесс обогрева базируется на водяной конструкции, а вид насоса будет относиться к «грунт-вода».

Также существуют следующие типы тепловых насосов: «вода – воздух», «воздух – вода», «вода – вода», «воздух – воздух». Поэтому, насосы, которые используют энергию воздуха получили название воздушных.

Виды тепловых насосов

Достоинства и недостатки тепловых насосов

Существует множество преимуществ выбора и установки тепловых насосов, среди которых:

• отсутствие необходимости в приобретении топлива (в процессе установки оборудования не требуется получения разрешений на монтаж, который можно выполнить своими руками);
• экономичность (низкий уровень расходов в процессе эксплуатации оборудования, несмотря на то, что стоимость самой конструкции практически аналогична традиционным отопительным системам);
• высокий уровень эффективности (даже большой по площади дом обогревается очень быстро);
• высокий уровень экологичности (использование тепловых насосов не отражается на состоянии окружающей среды);
• надежность оборудования и длительный период его эксплуатации (тепловой насос бесперебойно работает на протяжении 25 – 30 лет, но только при соблюдении всех необходимых требований и правил);
• отсутствует необходимость в установке вентиляции;
• оборудование работает бесшумно и имеет компактные размеры, а значит, устройство легко разместится в кухонном пространстве;
• автономная работа отопительной конструкции (для работы насоса потребуется лишь электричество, также насосы нередко комбинируют с солнечными батареями);
• в жаркое время года тепловой насос с легкостью выполняет функции кондиционера.

Уровень экономичности теплового насоса

Несмотря на существование огромного количества достоинств применения оборудования, все же следует указать несколько недостатков:

• установка для теплового насоса имеет достаточно высокую стоимость, если сравнивать с классическими вариантами отопления;
• для монтажа конструкции требуется проведения очень точных расчетов, что увеличивает на только время установки насоса, но и саму стоимость;
• тепловые насосы могут использоваться только в частных домах, так как установка в квартирах многоэтажных домов на данный момент невозможна.

Подробнее о тепловых насосах вы увидите в видео:

Источник: http://otoplenie-domika.ru/primenenie-teplovykh-nasosov/

В этом материале мы писали на тему: "тепловые насосы для отопления частного дома".