Типы тепловых насосов: Тепловые насосы: описание, типы, принцип работы, а также плюсы и минусы

Содержание

Тепловой насос для отопления дома

В условиях ухудшения экологической обстановки в мире и (что более актуально для рядового потребителя) стремительного роста тарифов на газ и электричество все больше европейцев старается внедрить в свою повседневную жизнь системы, использующие альтернативные источники энергии. Один из вариантов подобных систем – так называемый тепловой насос, посредством которого можно отапливать свое жилище в зимний период и нагревать воду для бытовых нужд, расходуя на это минимум электроэнергии.

В домах наших соотечественников в последние годы тоже все чаще можно встретить это чудо инженерной мысли. Конечно, для россиян проблема высоких цен на традиционные энергоносители пока стоит не так остро, как в Европе, но, во-первых, это лишь до поры до времени, а во-вторых, не хочется отставать от цивилизованного мира…

Итак, тепловой насос… Что это такое? На чем основан принцип его действия? Откуда, куда и как он перекачивает тепло? Давайте разбираться.

Принцип работы теплового насоса

Принцип действия тепловых насосов основан на способности вещества (хладагента) поглощать или отдавать тепло при изменении агрегатного состояния. По своей сути такие насосы мало чем отличаются от холодильных установок. (Это странное, на первый взгляд, утверждение нисколько вас не удивит, если вы хоть раз дотрагивались до горячей задней стенки обычного бытового холодильника.)

Схематично тепловой насос может быть представлен в виде системы, состоящей из трех контуров. В первом находится теплоноситель, переносящий энергию от источника низкопотенциального тепла. Во втором контуре циркулирует хладагент (фреон), который периодически то испаряется, отбирая тепло у первого контура, то вновь конденсируется, отдавая его третьему контуру. И, наконец, по третьему контуру «бегает» теплоприемник, в нашем случае – вода, переносящая тепло по системе отопления.

Рабочий цикл теплонасоса в общих словах может быть описан следующим образом. Жидкий хладагент поступает в испаритель, где переходит в газообразное состояние. Необходимая для протекания этого процесса энергия отбирается у теплоносителя, циркулирующего в первом контуре. Далее подогретый на несколько градусов газообразный хладагент всасывается в компрессор, главное назначение которого – сжатие газа (на совершение этой работы, разумеется, расходуется электроэнергия).

Давление газа возрастает в несколько раз, при этом он существенно разогревается: если на входе в компрессор температура хладагента составляет 6-10°C, то на выходе уже около 60°C. На следующей стадии разогретый газ направляется в конденсатор, где отдает полученное тепло системе отопления, сам же при этом конденсируется, т.е. переходит в жидкое состояние. Затем избыточное давление сбрасывается с помощью дроссельного клапана, и цикл начинается заново.

Как видите, устройство теплового насоса не отличается принципиально от устройства холодильной машины. Просто основным назначением холодильных установок является генерирование холода, поэтому там отбор теплоты производится испарителем, а конденсатор лишь сбрасывает эту теплоту в окружающее пространство. В тепловом же насосе картина обратная: конденсатор представляет собой теплообменный аппарат, отдающий теплоту потребителю, а испаритель – это теплообменник, утилизирующий низкопотенциальную теплоту вторичных энергоресурсов.

Другими словами тепловой насос – это «холодильник наоборот». При этом «наоборот» не только устройство, но и результат. Если в случае холодильника тепло, отнимаемое у хранящихся внутри продуктов, выбрасывается впустую, то энергия, вырабатываемая тепловым насосом, приносит реальную пользу – тратится на целенаправленный обогрев дома.

Разновидности тепловых насосов и систем

Тепловая энергия, расходуемая на отопление здания и систему горячего водоснабжения, является результатом преобразования энергии окружающей среды, осуществляемого с помощью теплового насоса. Насос концентрирует эту низкопотенциальную (низкотемпературную) энергию и передает ее системе отопления.

Осталось разобраться, что в данном случае подразумевается под энергией окружающей среды. Большинство тепловых насосов бытового назначения позволяют использовать тепло Солнца и внутреннее тепло Земли, накапливаемые верхними слоями земной коры и водой в течение всего года.

По типу конструкции первого контура теплообменника все тепловые насосы делятся на грунтовые, водяные и воздушные.

Грунтовые тепловые насосы

Грунтовые тепловые насосы получают тепло, необходимое для подогрева хладагента в испарителе, от грунта. Температура последнего на глубине нескольких метров практически не подвержена сезонным колебаниям. По замкнутой системе труб, размещенных в грунте, циркулирует «рассол». Слово «рассол» мы не случайно взяли в кавычки: соли, как этого можно было бы ожидать исходя из названия, он не содержит.

На самом деле это антифриз на основе этиленгликоля или пропиленгликоля, реже водного этанола. Трубы теплообменника могут быть уложены в грунте как горизонтальным (горизонтальный коллектор), так и вертикальным (геотермальный зонд) способом.

Трубы горизонтального коллектора укладываются в землю на глубине ниже уровня промерзания грунта в данном регионе (обычно 1. 5-2 м). Теплообменная система этого вида занимает достаточно большую площадь. Например, для обеспечения теплом сравнительно небольшого дома площадью 100 м2 потребуется выделить 2-3 сотки земли. Следует принять во внимание, что на территории, занятой коллектором, можно сажать лишь те деревья и кустарники, корни которых не уходят в почву слишком глубоко, а располагать здесь какие-либо постройки и вовсе нельзя.

Геотермальный зонд – это теплообменник, трубы которого располагаются вертикально и погружены в грунт на глубину до 100-200 м. Количество устанавливаемых зондов зависит от требуемой мощности установки. Для обогрева дома, уже рассматриваемого нами выше в качестве примера, достаточно будет двух зондов длиной около 80 м, расположенных на расстоянии 5 м друг от друга.

Как видите, для размещения этой системы не требуется больших площадей, вы можете пробурить скважины в любой части вашего участка – там, где вам это удобно. Главный недостаток грунтовых тепловых насосов с геотермальными зондами – высокая стоимость работ по бурению скважин. Однако, невзирая на это, большинство пользователей отдает предпочтение именно этим системам, ведь геотермальные зонды обладают большей эффективностью, чем горизонтальные коллекторы, и имеют при этом меньше ограничений.


Бурение скважины для геотермального зонда.

Водяные тепловые насосы

Водяной тепловой насос «черпает» энергию грунтовых вод, которые прокачивает через свой испаритель. Подобная система отличается повышенной эффективностью и неплохой стабильностью: первая характеристика является результатом высокой теплоотдачи воды, вторая обусловлена постоянством температуры грунтовых вод.

Разумеется, чтобы использовать установку такого типа, требуется, чтобы эти самые грунтовые воды имелись на вашей территории, причем в достаточно большом количестве. Очень желательно, чтобы водоносный слой располагался не глубже 30-40 м. Одновременное выполнение этих двух условий – явление нечастое. Еще одним условием, невыполнение которого может стать препятствием для установки водяного теплонасоса в вашем доме или коттедже, является низкое содержание в грунтовых водах солей железа и прочих примесей.

Использование воды низкого качества приведет к тому, что оборудование быстро выйдет из строя, поскольку теплообменник попросту забьется. Наличие такого количества ограничений является причиной того, что подобные тепловые насосы, несмотря на всю их привлекательность, устанавливают нечасто (около 5% от всех реализованных проектов).

Воздушные тепловые насосы

С точки зрения простоты монтажа воздушные тепловые насосы обладают огромным преимуществом перед своими «собратьями». Для использования окружающего воздуха в качестве источника тепла вам не придется бурить скважины или проводить какие-то другие крупномасштабные грунтовые работы. В результате, если заложить в смету стоимость работ по установке оборудования, воздушный насос обойдется вам значительно дешевле, чем водяной или грунтовый.

Несмотря на столь весомое достоинство, идеальным этот вид климатического оборудования не назовешь, поскольку есть у него и существенный недостаток. Такой насос эффективно работает лишь при температуре окружающего воздуха выше –15°C…–20°C. Падение температуры ниже этой границы, что в зимний период не является редкостью в большинстве регионов нашей страны, ведет к существенному уменьшению коэффициента эффективности воздушного теплонасоса.

Коэффициент эффективности тепловых насосов

Чуть выше мы использовали новый термин – «коэффициент эффективности». Было бы неправильно не пояснить, что это такое, тем более что это важная характеристика тепловых насосов, позволяющая сравнивать насосы разных типов между собой.

Коэффициент эффективности (называемый также коэффициентом трансформации) – это отношение выработанной насосом тепловой энергии к потребленной им электрической. По сути это КПД теплового насоса. В случае водяных теплонасосов этот коэффициент равен 5 вне зависимости от времени года. Это означает, что при потреблении 1 кВт*ч электроэнергии установка вырабатывает 5 кВт*ч тепловой энергии.

У грунтовых насосов величина коэффициента эффективности чуть ниже – от 4 до 4.5. И, наконец, самым маленьким коэффициентом характеризуются воздушные тепловые насосы, при этом их эффективность сильно зависит от температуры окружающего воздуха: при 0°C величина коэффициента равна ~3. 5, а при –20°C он уже не превышает 1.5 (при такой низкой эффективности насос попросту не окупится, и имеет смысл подумать о приобретении более дешевого климатического оборудования, например электрического котла).

Некоторые менеджеры, рекламируя реализуемые ими тепловые насосы, уверяют потенциальных клиентов в том, что данное оборудование имеет КПД 400-500%. Разумеется, ни о каком нарушении законов термодинамики речи не идет. Просто в данном случае расчеты намеренно делаются неправильно: не учитываются источники энергии, отличные от потребляемого электричества, – воздух, вода или грунт, нагретые Солнцем и геотермальными процессами. Когда при расчете КПД учитывают только электроэнергию и забывают про источник низкопотенциального тепла, как раз и получается величина больше 100%.

Применение тепловых насосов в условиях российского климата

Познакомившись с приведенными выше описаниями различных типов тепловых насосов, вы без труда сами сможете ответить на вопрос, какой насос больше всего подходит для эксплуатации в условиях российского климата.

Воздушные тепловые насосы пригодны для применения лишь в ограниченном числе регионов нашей страны – там, где температура воздуха зимой почти не опускается ниже нулевой отметки. Разумеется, жителям Сибири, Дальнего Востока, севера европейской части России о воздушных тепловых насосах не стоит и размышлять.

Для применения водяных тепловых насосов есть много ограничений. О некоторых из них мы уже рассказывали, осталось упомянуть еще об одном. Более половины территории нашей страны находится в зоне вечной мерзлоты. Если даже какому-нибудь жителю Восточной Сибири или севера Дальнего Востока «повезло», и на его участке есть грунтовые воды, залегающие не слишком глубоко, то все равно эти грунтовые воды находятся в виде льда, а значит, не пригодны для использования в системе отопления.

Таким образом, большинству наших соотечественников приходится рассчитывать на единственный, беспроигрышный, вариант – грунтовый тепловой насос. При этом в условиях российского климата больше подойдет насос не с горизонтальным коллектором, а с геотермальным зондом, позволяющим достигнуть глубины, где температура грунта более стабильна.

Применение теплового насоса для охлаждения

Огромным достоинством тепловых насосов является то, что они способны не только отапливать дом, но и при необходимости охлаждать его. Наше короткое российское лето порою бывает очень жарким, и, когда ваше жилище буквально раскаляется, предложение превратить обогреватель в кондиционер будет очень кстати.

Техническое решение этого вопроса может быть интегрировано в тепловой насос изначально, на стадии изготовления, и практически у всех производителей имеются линейки насосов, умеющих кондиционировать помещение (режим Natural Cooling). Если ваш тепловой насос не обладает такими способностями, не все еще потеряно – работать на охлаждение может и обычный насос. Необходимое для этого дополнительное оборудование в виде гидравлической развязки будет смонтировано вне насоса. Оба варианта не требуют больших капиталовложений.

Нести генерируемый тепловым насосом холод непосредственно в помещение можно разными способами. Эта функция может быть возложена на холодные панели на стенах или потолке, охлаждающий теплый пол, радиаторы отопления с хорошим обдувом или же фанкойл – устройство, в чей корпус встроен обдуваемый вентилятором пластинчатый теплообменник.

Применение теплового насоса для горячего водоснабжения

Любой тепловой насос способен не только обогревать ваше жилище, но и круглогодично снабжать вас горячей водой. Однако следует учитывать, что эта система является низкотемпературной, а значит, температура воды в бойлере не превысит 45-55°C. Из этого следует, что объем бойлера должен быть больше, чем при использовании стандартной системы отопления, в противном случае вам и вашим домочадцам придется жить в условиях жесткой экономии горячей воды.

Данный факт следует учитывать при выделении площади для котельной, т. е. еще на стадии проектирования дома. Также при выборе бойлера нужно принимать во внимание, что это должно быть специальное оборудование, рассчитанное на работу с теплонасосными установками. Главное отличие такого бойлера от обычного – увеличенная площадь теплообменника, необходимая для максимально эффективной передачи тепла от теплового насоса.

Тепловые насосы со встроенным ТЭНом

Нередко производители встраивают в свои тепловые насосы дополнительные электрические нагреватели. Встроенный ТЭН позволяет в случае необходимости перейти на альтернативный с точки зрения теплового насоса источник энергии – электричество. Для чего это нужно? В каких случаях возникает потребность задействовать ТЭН?

Подбор теплового насоса для отопления дома осуществляется с учетом различных параметров, в том числе и климатических особенностей региона. При этом считается нецелесообразным устанавливать насос с избыточной мощностью. Дело в том, что экстремально холодные дни случаются не так уж и часто, по крайней мере, в центрально-европейской части России. Практика показывает, что более экономичным вариантом будет «добрать» в эти морозные периоды необходимую мощность электричеством, чем изначально устанавливать более мощный насос. Наличие ТЭНа исключает необходимость делать систему более мощной, чем это требуется большую часть отопительного сезона.

Для владельцев водяных и грунтовых тепловых насосов встроенный ТЭН – скорее излишество, чем необходимость. Совсем иначе выглядит ситуация с воздушными теплонасосами. При температуре воздуха –20°C и ниже такой насос, если и не отключится, будет малоэффективен. И пусть холодных дней и ночей в году не очень много, совсем не хочется в один прекрасный момент остаться в стремительно вымерзающем доме. Наличие дублирующего теплогенератора в данном случае никак не назовешь роскошью.


Воздушный тепловой насос.

Советы и рекомендации

Тепловой насос – оборудование технически сложное и достаточно дорогое, поэтому подходить к его выбору следует с большой ответственностью. Чтобы не быть голословными, приведем несколько вполне конкретным рекомендаций.

1. Никогда не приступайте к выбору теплового насоса без предварительного проведения расчетов и создания проекта. Отсутствие проекта может стать причиной фатальных ошибок, исправить которые можно будет лишь с помощью огромных дополнительных финансовых вложений.

2. Доверить проектирование, монтаж и сервисное обслуживание теплового насоса и системы отопления следует только профессионалам. Как убедиться в том, что в данной компании работают профессионалы? В первую очередь, по наличию всей необходимой документации, портфолио реализованных объектов, сертификатов от поставщиков оборудования. Очень желательно, чтобы весь комплекс необходимых услуг предоставляла одна компания, которая в данном случае будет нести полную ответственность за реализацию проекта.

3. Советуем вам отдать предпочтение тепловому насосу европейского производства. Пусть вас не смущает тот факт, что он дороже китайского или российского оборудования. При включении в смету стоимости работ по монтажу, запуску и отладке всей системы отопления разница в цене насосов будет практически незаметна. Но зато, имея в своем распоряжении «европейца», вы будете уверены в его надежности, поскольку высокая цена насоса – это лишь результат использования при его создании современных технологий и высококачественных материалов.

Если вы заметили ошибку, не рабочее видео или ссылку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Тепловой насос - советы по выбору, характеристики

Тепловые насосы работают от бесплатных и возобновляемых источников питания. Ноу-хау извлекает скрытое тепло из воды, грунта и даже воздуха. Такой вид горячего водоснабжения и отопления помещений относительно новый. И поэтому инженерная система требует тщательного выбора и принятия взвешенных решений.

Оглавление:

  1. Устройство и принцип работы теплового насоса
  2. Преимущества и недостатки системы
  3. Типы устройств
  4. Расчет и подбор тепловых насосов для дома
  5. Стоимость тепловых насосов
  6. Производители тепловых насосов
  7. Уход за тепловыми насосами

Устройство и принцип работы теплового насоса

Ученые ищут альтернативные источники энергии. Причин для этого несколько. Основные из них: ограниченность ресурсов земли, экономия средств и экологичность систем.

Тепловой насос является одним из примеров использования энергии из окружающей среды. Она поступает из грунта, воздуха или воды. Поэтому устройства делятся на следующие типы: «рассол – вода», «воздух - вода» и «вода - вода». Также тепло может поступать напрямую в воздух через вентиляцию.

Идея тепловых насосов родилась в 1982 в Великобритании. Спустя три года Петер Риттер фон Риттингер доработал ее и реализовал первую в мире подобную систему. Он и является официальным изобретателем теплового насоса.

Дальше пошел Роберт Вебер, который начал извлекать энергию из почвы. А натолкнуло его на это случайность. Прикоснувшись к горячей трубе, он осознал, что тепло произвольно выходит наружу. И его можно использовать вторично.

Путем экспериментов, он начал прогонять воду по спиральной трубе, одновременно нагревая воздух и воду. Так был разработан принцип действия теплового насоса.

Сегодня с его помощью обогревают такие объекты:

  • частные дома,
  • детские аквапарки,
  • учебные заведения,
  • офисные центры,
  • бассейны,
  • торговые комплексы.

Для теплового насоса прокладывается трубопровод под поверхностью почвы. Термоноситель проходит по его конструкции и нагревается на несколько градусов. В испарителе собранное тепло передается насосу. При этом закипает хладоген при высоком давлении и температуре в -50 °С. В компрессоре образуются пары. Низкопотенциальная энергия под давлением превращается в высокопотенциальную. Далее в конденсаторе происходит теплообмен между горячим газом и термоносителем. Нагретая вода поступает в систему водоснабжения, а остывший хладоген продолжает циркулировать в конструкции.

Тепловые насосы обладают такими характеристиками:

  • стоимость,
  • отапливаемая площадь помещения,
  • мощность,
  • размеры, занимаемые оборудованием,
  • источник энергии,
  • расход электроэнергии,
  • срок эксплуатации.

Устанавливается система, как при строительстве нового дома, так и при утеплении старого.

Преимущества и недостатки системы

Тепловой насос для отопления отличается рядом преимуществ по сравнению с газовыми, твердотопливными котлами:

  • пожарная безопасность,
  • бесплатная скрытая энергия из окружающей среды,
  • упрощенные требования к вентиляции помещения,
  • возможность кондиционирования в жаркую пору,
  • автономность,
  • легкость в управлении,
  • без дымохода,
  • относительная компактность оборудования,
  • бесшумность,
  • не взрывоопасно,
  • отсутствует топливный запах,
  • эксплуатация 16 – 20 лет до капитального ремонта.

С другой стороны у системы есть свои недостатки:

  • нагрев воды до максимального значения в 50 – 60 °С,
  • большой размер госпошлины на ввоз оборудования,
  • длительная окупаемость системы в 5 – 10 лет,
  • необходимость разового крупного вклада средств,
  • сложность монтажа подземных локаций,
  • мало практического использования на территории страны,
  • снижение эффективности насоса при большем нагреве воды.

Типы устройств

Компрессионные насосы функционируют от электрической сети, а абсорбционные еще от топлива.

В зависимости от типа источника энергии, нагревающие устройства делятся на геотермальные тепловые насосы, воздушные аналоги и системы на вторичном сырье.

Геотермальные системы используют тепло подземных/наземных вод или грунта. Они бывают закрытого или открытого вида.

Закрытые системы подразделяются на:

  • горизонтальные насосы с собирающим устройством, расположенным ниже уровня промерзания почвы,
  • вертикальные с погружением коллектора в скважины на глубину 100 – 200 м,
  • водные насосы с поглощающими кольцами в водоемах.

Открытые насосы возвращают воду обратно после прохождения нею трубопровода. На практике такое возможно при большом ее резерве и при получении разрешения со стороны экологической инстанции.

Воздушные тепловые насосы извлекают скрытое тепло из воздушных масс при температуре до -20°С.

Тепло трубопроводов, то есть вторичное тепло, целесообразно использовать на крупных промышленных предприятиях.

Насосы могут генерировать 100% тепла в помещения, либо служить дополнительным источником отопления. Такая эксплуатация называется моновалентной и бивалентной соответственно.

Ряд современный кондиционеров выполняют функцию отопления «воздух – воздух». Но диапазон их температур ограничен. Если тепловой насос обеспечивает круглогодичное тепло, то автономный аналог не работает при отрицательной температуре.

Расчет и подбор тепловых насосов для дома

При установке насосной системы отопления лучше отдать предпочтение полам с подогревом, чем радиаторам. Потому что, чем меньше разница температуры между источником тепла и ее необходимым уровнем, тем эффективнее обогрев.

Важно понять, позволяет ли участок проведение работ по укладке коллектора. Для горизонтальной сети необходима большая территория. При этом над ней нельзя возводить сооружения, поскольку почва не будет получать необходимую солнечную энергию.

Если в доме есть хорошая вентиляционная система, то в нее можно интегрировать систему отопления по воздуху.

Мощность теплового насоса подбирается в зависимости от режима его использования. Вспомним, что бывает моновалентное и бивалентное использование оборудования. В нашей стране холодное время года занимает небольшую часть времени, а именно 35 – 40 суток с температурой ниже -10°С. Поэтому целесообразней в этот период подключать традиционный обогрев. А в остальное – бивалетные тепловые насосы для дома для снижения цены системы. Это сэкономит средства на земельных работах по установки сложной сети отопления. При этом оптимальным распределение мощности будет соотношение 60:40. Где большая нагрузка идет на технологию ноу-хау.

При периодическом отключении электроэнергии стоит увеличить силу насоса на корригирующий коэффициент. Который равняется 0,3 за каждый час без электричества в расчете на сутки.

Понятно, чем выше температура источника энергии, тем эффективнее будет работать система альтернативного обогрева. Для нее есть несколько вариантов источников питания.

В теплых регионах производительными будут тепловые насосы «воздух - воздух» и «воздух - вода». В регионах средних широт такое оборудование целесообразно использовать, как бивалентное вместе с обычным источником отопления и водонагрева.

Тепловой насос «вода - вода» лучше проектировать с забором воды из скважин, чем из открытых водоемов. Поскольку последние зимой промерзают до дна.

Но не всегда вблизи дома находятся подземные воды или водоем. Универсальным вариантом является система, которая извлекает тепло из грунта. Поскольку он находится повсюду. При этом на глубине 2,5 - 3 м его температура составляет в среднем за год +10 °С. Которая существенно не меняется в холодную пору.

Горизонтальные коллекторы для сбора тепла дешевле. Но имеют ряд недостатков по сравнению с вертикальными аналогами:

  • температура на глубине больше, чем под верхним слоем грунта,
  • на поверхности могут расти лишь малые зеленые насаждения.

На участке с вертикальными теплообменниками можно высаживать деревья и возводить сооружения.

Насосную установку можно собрать самостоятельно, но лучше обратиться к специалистам. Потому что ее конструкция сложная и дорогостоящая. А качественные инструкции по последовательному сбору отсутствуют.

При продуманной системе управления возможно поддержание разной температуры в разных помещениях дома.

Тепловые насосы имеют положительные отзывы за границей. К сожалению, на территории нашей страны альтернативный источник питания остается дорогим удовольствием без широкого практического применения. Поэтому целесообразней отдать предпочтение международным производителям насосов. Их технологии проверены на деле.

При установке тепловых насосов необходимо позаботиться о дополнительном утеплении помещения. Комплекс работ охватывает замену стеклопакетов, покрытие стен теплоизоляционным материалом.

Стоимость тепловых насосов

Капиталовложения в систему отопления зависят от ее типа, производителя оборудования, объемом буровых работ и тарифов на электричество.

Цена на геотермальные тепловые насосы при установке зонда составит:

  • устройство - 7500 у.е.,
  • монтаж системы – 7500 у.е.,
  • эксплуатационные расходы – 500 у.е. в год.

Системы с горизонтальным коллектором:

  • насос - 7500 у.е.,
  • установка – 3700 у.е.,
  • ежемесячные расходы - 560 у.е.

Тепловой насос «вода - вода»:

  • оборудование – 7500 у.е.,
  • монтажные работы – 5000 у.е.,
  • стоимость электроэнергии – 450 у.е.

Воздушная система отопления является самым недорогим аналогом. Так как не требуются земляные работы. Тем не менее, эксплуатационные затраты выше:

  • насос – 10000 у.е.,
  • установка – 620 у.е.,
  • обслуживание – 750 у.е.

Купить тепловой насос значит приобрести:

  • само оборудование,
  • буферную емкость,
  • бойлер для нагрева воды.
  • систему коммуникаций между всеми элементами,
  • пульт управления и контроля.

А земельные работы подразумевают под собой такие этапы:

  • очистка территории от растительности и твердых элементов, как камни,
  • бурение необходимого количества скважин или траншей,
  • укладка и обустройство коллекторов,
  • сооружение проверочных колодцев,
  • подключение трубопровода к системе отопления, водоснабжения или вентиляции,
  • рекультивация территории,
  • настойка системы.

Производители тепловых насосов

Самодельный тепловой насос – это здорово, но не надежно. Поэтому лучше обратить внимание на именитых производителей. Которые тестируют свои технологии, а их специалисты вовремя придут на помощь при монтаже, ремонте и обслуживании оборудования.

NIBE Industrier известная международная компания по производству отопительных систем. Ее разработки используют альтернативные и экологические источники питания. Продукция NIBE сертифицирована в Европе и Америке. А значит, соответствует параметрам надежности и эффективности.

Viessmann имеет 100 – летнюю историю разработки холодильных, отопительных и климатических систем. Теплонаносная техника изготавливается и модернизируется на протяжении уже 30 лет. С самого момента зарождения принципа использования экологического тепла. Насосы реализуются в 70-ти странах мира при производстве в 10-ти из них.

Отопительную технику реализует международная немецкая компания Vaillant. Но оборудование на возобновляемой энергии является лишь одним из направлений ее деятельности. Экспорт производителя охватывает 60 стран.

Украинская компания ООО «ФЛАЙ-ТЕК» предлагает системы, собранных из зарубежных комплектующих. Стоимость ее тепловых насосов на 30% ниже международных аналогов.

На украинском рынке 10 лет функционирует фирма «Синтэк». Она производит отопительное оборудование под торговой маркой SintSolar. В 2000 году была награждена за разработки эффективных технологий.

Краснодарская компания «Атмосистемы» в 2005 году запустила выпуск тепловых насосов. После - стала дистрибьютором международного производителя Heliotherm. Последний является единственным изготовителем теплонасосов, который был выдвинут на Государственную премию в Австралии в области технологии сохранения окружающей среды и энергии.

Уход за тепловыми насосами

Техническое обслуживание подразумевает ежегодный профессиональный осмотр всех элементов системы.

Включать насос необходимо спустя несколько часов после установки, чтобы система предварительно прогрелась.

Промывка системы отопления, аварийный ремонт и техобслуживание обычно гарантируется производителем. Поэтому сохраняйте документы, подтверждающие покупку и установку оборудования.

Иногда целесообразно воспользоваться услугой дистанционного контроля качеством работы тепловых насосов. Это позволит быстро среагировать на отклонения в работе системы. Ее предоставляет продавец систем.

Обзор тепловых насосов для отопления

Тепловой насос — хорошая альтернатива традиционному отоплению частного дома. Прибор, используемый в течение 30 лет в странах Запада, в России еще является новинкой. Препятствием для его широкого использования являются два фактора: высокая стоимость и недостаток сведений о тепловых насосах, их преимуществах и принципах работы. Показателем практичности геотермальной системы отопления служит ее популярность на Западе. Так, тепловыми насосами в Швеции и Норвегии отапливаются около 95% домов. Предлагаем вам подробнее ознакомиться с устройством и принципами работы этого теплового оборудования, за которым, непременно, будущее.

Что такое тепловой насос?

Тепловой насос — прибор, поглощающий из окружающей среды (вода, земля, воздух) низко потенциальную тепловую энергию и передающий ее в системы теплоснабжения с более высокой температурой.

Природа вокруг нас пропитана энергией. Даже мороз обладает теплом. Энергию невозможно извлечь из окружающей среды только при температуре -273 °С. Поэтому даже в самую лютую зиму загородный дом может отапливаться за счет энергии, полученной от природы.

В зависимости от источника энергии (вода, земля, воздух), происходит модификация тепловых насосов. Однако наиболее практичным и испытанным является геотермальный тепловой насос, применяющий энергию грунта. Он идеально подходит для российских условий.

Геотермальное отопление работает по одному из трех направлений:

  1. Сквозь специальную трубу, установленную в скважине, грунтовые воды извлекаются на поверхность земли. Они имеют определенную температуру. Проходя через теплообменник, вода передает свое тепло, за счет которого совершается прогрев дома. Затем вода возвращается в грунт, ниже по течению.
  2. В скважину глубиной примерно 75 — 100 метров опускается резервуар с антифризом, температура которого может повышаться от окружающего грунта. Тепловой насос разгоняет антифриз и пропускает его через теплообменник. За счет этого совершается отдача тепла.
  3. В данном случае бурение скважины не предусматривается, однако дом должен находиться рядом с крупным водоемом. Специальная магистраль в виде зондов прокладывается по дну водоема. Таким образом происходит перекачивание воды и извлечение из нее тепла. Важный нюанс — достаточная глубина водоема, которая даже зимой под толщей льда позволит сохранять до 150 сантиметров свободной воды.

Использование геотермального отопления, как и любой системы теплоснабжения, позволит не только обогреть дом, но и обеспечить горячей водой, обогреть автостоянку или теплицу, нагреть воду в бассейне

Преимущества использования теплового насоса

  • Экономичность. Благодаря высокому КПД системы достигается низкое энергопотребление. Из 1 кВт затраченной электроэнергии получается от 3 до 7 кВт тепловой энергии. Это больше, чем при работе любых котлов, использующих топливо.
  • Автономность. Работа насоса не нуждается в подаче органического топлива, поэтому нет необходимости прокладывать тепловые коммуникации.
  • Универсальность. В одном устройстве сочетаются одновременно системы нагрева воды, отопления и охлаждения.
  • Безопасность. В отличие от котлов, которые могут воспламениться или взорваться, тепловой насос является абсолютно безопасным. Он не содержит деталей, температура которых может привести к пожару. Не выделяет угарный ядовитый газ. Остановка работы не приведет к поломке или замораживанию жидкости.
  • Надежность. Работой насоса управляет автоматика. Обслуживание не требует специального обучения.
  • Долговечность. Прибор может прослужить от 20 до 50 лет. Это на порядок больше, чем у стандартных систем отопления.
  • Комфорт. Функционирование насоса не сопровождается колебанием температуры и влажности. Работает практически бесшумно.
  • Минимум площади требуется под скважину. Так как зонд находится под землей, повредить его невозможно.
  • Экологичность. Окружающая среда не загрязняется вредными выбросами.
  • Отсутствие бумажной волокиты. При монтаже не нужны согласования, как, например, при установке газового отопления.

Принцип работы теплового насоса

Работу теплового насоса можно сравнить с работой обычного холодильника. Только вместо холода аппарат вырабатывает тепло. Веществом, передающим энергию, является фреон — газ или жидкость с низкой температурой кипения. При испарении он поглощает тепло, а при конденсации — отдает его.

Тепловой насос — главный элемент системы. Его размеры не превышают габаритов средней стиральной машины, что облегчает установку прибора. Сам насос включается в два контура: внутренний и внешний.

Внутренний контур состоит из системы теплоснабжения дома (трубы и радиаторы).Внешний контур находится в воде или под землей. Он включает в себя коллектор-теплообменник и трубы, связывающие коллектор с насосом.

Тепловые насосы комплектуются различными дополнительными устройствами. Это могут быть:

  • коммуникационное устройство для управления системой через персональный компьютер или мобильный телефон;
  • блок охлаждения для локальной или центральной системы охлаждения;
  • дополнительный насосный блок может потребоваться для отопления полов;
  • циркуляционный насос необходим для циркуляции горячей воды;

Процесс работы насоса состоит из нескольких этапов:

  1. Незамерзающая смесь подается в коллектор. Происходит поглощение тепловой энергии и транспортировка ее к насосу.
  2. В испарителе энергия передается фреону, где он нагревается до 8 °C, закипает и превращению в пар.
  3. При увеличении давления в компрессоре повышается температура. Она может достигать 70 °C.
  4. Внутридомовая система отопления получает тепловую энергию через конденсатор. Фреон мгновенно охлаждается и переходит в жидкое состояние, отдавая при этом оставшееся тепло. Затем он идет обратно в коллектор. Так завершается цикл.
  5. Далее работа повторяется по тому же принципу.

Наиболее эффективно тепловой насос функционирует при наличии в доме теплых полов. Тепло распределяется по всей площади пола равномерно. При этом отсутствуют зоны перегрева. Теплоноситель в системе редко нагревается больше 35 °C, а отопление путем нагрева полов считается наиболее комфортным при 33 °C. Это меньше на 2 °C чем при отоплении радиаторами. Отсюда возникает экономия до 18% в год от всего отопительного бюджета. Кроме того, считается, что отопление на уровне пола наиболее комфортно для проживания человека.

Система отопления может быть моновалентной и бивалентной. У моновалентных систем один источник отопления. Он полностью отвечает круглогодичной потребности в тепле. У бивалентных, соответственно, — два источника.

Отопление дома в зимний период

На территории с более суровыми климатическими условиями актуально использование бивалентной системы отопления. За счет второго источника тепла расширяется диапазон температур. Работы одного теплового насоса достаточно только до уровня температуры -20 °С. При большем ее понижении подключаются электрообогреватель, камин, жидкотопливный или газовый котел. При этом мощность теплового насоса ограничивается от максимальной зимней потребности до 70 — 80%. Недостающие 20 — 30% дает дополнительный источник тепла. Это снижает общую эффективность работы системы. Однако снижение является незначительным.

При полном переходе на отопление здания геотермальной системой (в случае, когда не планируется устанавливать дополнительно котел или электроприбор) тепловой насос применяется совместно с внутренним модулем, содержащим небольшой встроенный электронагреватель. Он поддержит прибор, когда температура окружающей среды будет ниже -20 °С.

В каких случаях использование теплового насоса является обоснованным?

Вопрос отопления загородного дома предполагает рассмотрение нескольких вариантов:

  • Газ. При отсутствии рядом с домом газопровода это становится невозможным. В ряде регионов купить газ можно только в баллонах.
  • Уголь или дрова. С ними отопление превращается в трудоемкий и малоэффективный процесс.
  • Жидкотопливный котел требует больших расходов на топливо и специального помещения. Особое хранение необходимо и самому топливу, что неудобно в небольшом доме.
  • Отопление электричеством обходится очень дорого.

В таком случае на помощь приходит геотермальная система отопления. Ее используют даже там, где доступен газ. Установка теплового насоса дороже установки оборудования для отопления газом. Однако, газ в дальнейшем придется оплачивать постоянно, в отличие от энергии, взятой из окружающей среды.

Окупаемость теплового насоса сложно выразить в усредненном числовом значении. Все зависит от его начальной стоимости. Суть установки такого отопления сводится к перспективе. Хотя количество потребляемой электроэнергии — в 3−5 раз меньше, чем у других систем отопления, все же необходимо подсчитать в денежном эквиваленте все энергозатраты за год и сравнить их со стоимостью системы, ее монтажа и эксплуатации.

Достигнуть максимальной эффективности применения теплового насоса можно при соблюдении двух важных условий:

  • Отапливаемое здание должно быть утепленным, а показатель теплопотерь не должен превышать 100 Вт/м2. Существует прямая связь между тем, как утеплен дом и тем, насколько выгодно будет установка теплонасоса.
  • Подключение теплового насоса к низкотемпературным источникам обогрева (конвекторам, теплым полам), температурный режим которых колеблется между 30 — 40 °C.

Итак, тепловой насос станет неплохой альтернативой традиционным способам отопления. Прибор гарантирует экономичность и полную безопасность. Владельцу, после установки геотермальной системы отопления, не придется зависеть от различных внешних факторов, как, например, перебои с газоснабжением или вызовом сервисной службы. Энергия, взятая из окружающей среды, не требует оплаты и не исчерпывается.

В соответствии с прогнозами Мирового комитета по энергетике в 2020 г. геотермальные насосы составят три четверти всего отопительного оборудования.

Практика применения тепловых насосов: видео

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

типов тепловых насосов | Эффективные, удобные и чистые

Какой тепловой насос подходит для вашего дома?

Это непростой вопрос! Сегодня доступно множество различных типов тепловых насосов. Тип теплового насоса, который вы выберете, будет зависеть от вашего дома, типа системы отопления, которая в нем установлена, и от того, строите ли вы новую. Лучший способ, чтобы Найдите подходящую систему для вашего дома с лицензированным, утвержденным подрядчиком. Но вот основы, которые вам следует рассмотреть.

Во-первых: тепловым насосам все еще требуется резерв.

Прежде чем углубляться в мир тепловых насосов, важно понять, что в условиях климата Новой Шотландии бесканальные или «мини-сплит-» тепловые насосы по-прежнему потребуют резервного источника тепла. Когда температура наружного воздуха упадет до минимума, система может перестать производить горячий воздух быстрее, чем его теряет дом. Затем включается резервный источник тепла, который дополняет то, что пытается выполнить тепловой насос.

Du cted systems

Если в вашем доме есть принудительное воздушное отопление или вы строите новое здание, то канальный тепловой насос может вам подойти. Эта система использует преимущества существующих воздуховодов с принудительной подачей воздуха и распределяет по ним нагретый (или охлажденный) воздух. An Наружный блок извлекает тепло из воздуха (даже зимой), который подключается к внутреннему блоку для распределения воздуха по всему дому.

Канальные тепловые насосы обычно имеют встроенный резервный источник тепла и предназначены для удовлетворения общих потребностей в отоплении вашего дома.Таким образом, ваш внутренний воздуховод заменит вашу существующую печь.

Внутренний канальный блок также может быть добавлен к вашей существующей печи (будь то электрическая или работающая на топливе, таком как масло, пропан или природный газ), и в этом случае ваша текущая печь действует как резервный источник тепла. Полная замена существующей печи на Однако интегрированный блок может быть наиболее эффективным вариантом.

Бесконтактные системы («Мини-разветвители»)

Если ваш дом отапливается с помощью плинтусов (электрического или горячего водоснабжения), дровяных обогревателей или водяных радиаторов более старого образца, то в вашем доме, скорее всего, нет воздуховоды по всему нему.В этом случае идеально подойдет бесканальная мини-сплит-система.

В бесканальных системах внутренние блоки монтируются на стене в помещениях, которые они будут обогревать и охлаждать. Ваши внутренние блоки подключены к наружному блоку. Чтобы обслуживать весь дом, вам, вероятно, понадобится несколько внутренних блоков, расположенных по зонам. В некоторых в бесканальных системах один наружный блок питает несколько внутренних блоков. В других системах несколько наружных блоков питают каждый внутренний блок. Комнатные блоки без воздуховодов могут быть установлены практически в любом месте в соответствии с дизайном вашего интерьера - обычно на высоте около потолок.

В бесканальных системах обычно используется существующая система отопления в качестве резервной. Если в вашем доме уже есть электрическое отопление на плинтусе или отопление горячей водой, работающее на масле / пропане / природном газе, это будет вашим резервным источником тепла.

Бесконтактные системы имеют тенденцию быть немного более эффективными из-за интеграции технологии компрессоров с регулируемой скоростью, которые обычно не встречаются в системах с централизованными каналами. Кроме того, на бесканальные тепловые насосы не влияет утечка воздуха, которая может произойти вдоль воздуховоды.

Геотермальная энергия

Большинство тепловых насосов являются «источником воздуха», что означает, что они используют воздух вне дома. С другой стороны, геотермальные системы являются «наземным источником». Вместо того чтобы использовать внешний воздух, геотермальные системы забирают тепло (и сбрасывают нагреть) в землю.

Геотермальные системы стоят дороже в установке, но обладают более высокой эффективностью, чем тепловые насосы с воздушным источником, поскольку температура земли обычно более постоянна, чем температура воздуха.Обычно геотермальная система теплового насоса рассматривается только для новых строительство, а не как дополнение к существующей системе или дому.

Hydronic

Короче говоря, думайте «вода», а не «воздух». Это относительные новички на рынке тепловых насосов в Новой Шотландии, но если у вас есть действующая эффективная система водяного отопления (напольные лучистые, панельные радиаторы, даже низкие профильные плинтусы из ребристых труб), это может быть для вас хорошим вариантом. В водяных тепловых насосах тепловая энергия извне передается воде, а не воздуху, и циркулирует в вашем доме через радиаторы.В качестве бонуса системы водяных тепловых насосов могут быть сконфигурированным для обеспечения большей части энергии, необходимой для нагрева воды для бытового потребления.

Тепловой насос - Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Тепловой насос - это устройство, которое перемещает тепло из холодного места в горячее.

Холодильник - это тепловой насос. Он перемещает тепло изнутри наружу. Это сохраняет продукты внутри холодными, поэтому они не портятся.

Кондиционер - это тепловой насос.Он перемещает тепло изнутри здания наружу.

Устройство Пельтье - это тепловой насос. Он перемещает тепло с одной стороны на другую с помощью электрического тока.

Некоторые здания также отапливаются тепловыми насосами. Зимой тепловой насос перемещает тепло снаружи внутрь. Иногда это работает лучше, чем отопление с помощью радиатора.

Обычно тепло течет из горячего места в холодное в соответствии со вторым законом термодинамики. Тепло само по себе не переместится из холодного места в более теплое.Из-за этого тепловой насос должен использовать дополнительную энергию для перемещения тепла. Это вроде как качать воду в гору.

В большинстве тепловых насосов для выработки энергии используются электродвигатели. Некоторые тепловые насосы используют тепловую энергию от пламени или электрического нагревателя.

Простая картина цикла охлаждения теплового насоса: компрессор (4) сжимает жидкость; горячая жидкость (1) отдает тепло, жидкость проходит через расширительный клапан (2), жидкость забирает тепло (3) и отдает холод.

В большинстве тепловых насосов используется цикл охлаждения.В холодильном цикле используется жидкость, которая движется по трубам и переносит тепло. Жидкость называется хладагентом. Во время цикла охлаждения хладагент превращается из жидкости в газ и обратно в жидкость.

Когда хладагент переходит из жидкости в газ, он получает (поглощает) тепловую энергию. Это похоже на кипячение. Когда хладагент переходит из газа обратно в жидкость, он теряет тепловую энергию.

Тепловой насос настроен так, что хладагент забирает тепло из одного места, которое будет охлаждаться, и перемещает его в другое место, которое будет нагреваться.

Тепловой насос заставляет хладагент переходить из газообразного состояния в жидкое. Для этого используется компрессор. Часто компрессор приводит в движение электродвигатель. Компрессор сжимает хладагент, и это превращает его из газа в жидкость. Когда хладагент превращается из газа в жидкость, он также отдает часть тепла, которое он переносит.

На другом конце цикла хладагент снова закипает. Он превращается из жидкости в газ. Но для этого нужно тепло.Когда он забирает тепло из окружающей среды, он охлаждает их. Таким образом, когда хладагент превращается из жидкости в газ, он кажется более прохладным.

Это полный цикл от стороны охлаждения до стороны нагрева: На стороне охлаждения тепло используется для превращения хладагента из жидкости в газ. Затем жидкость перемещается в сторону нагрева, где компрессор снова переводит хладагент в жидкость. Это заставляет его отдавать тепло. Итак, тепло переместилось со стороны охлаждения на сторону нагрева.Затем цикл повторяется.

Если охлаждающая сторона находится внутри холодильника, он становится холодным.

Если сторона охлаждения находится внутри здания, а сторона нагрева - снаружи здания, то внутри здания становится холодно. Так работает кондиционер.

Если сторона охлаждения находится снаружи здания, а сторона обогрева - внутри здания, таким образом тепловой насос может обогревать здание зимой.

Викискладе есть медиафайлы, связанные с Тепловые насосы .

Рентабельны ли тепловые насосы?

Рентабельны ли тепловые насосы?

Насколько рентабельны воздушные и наземные тепловые насосы? Если относительный размер коллектора, насоса или системы теплопередачи несовместим, ответ может быть НЕТ! Дэвид Торп возвращается к основам, исследует варианты и предостерегает от поспешных решений.

Как работают тепловые насосы?

Установка наземных тепловых насосов от 9000 до 16000 фунтов стерлингов

Тепловые насосы используют свободное тепло солнца, которое хранится в земле или воздухе, и концентрируют его на гораздо меньшей площади (т.е.е. здание) с помощью насоса. Их можно использовать для отопления помещений, а иногда и для горячего водоснабжения.

Тепловой насос работает аналогично холодильнику. Он включает в себя хладагент, который проходит через компрессор и конденсатор.

Сравнение теплового насоса

КПД тепловых насосов измеряется их коэффициентом производительности (COP) ; соотношение количества тепла, произведенного на единицу электроэнергии, потребляемой при перекачке этого тепла. Чем выше коэффициент, тем эффективнее агрегат.

Значение COP, равное 3, означает, что вы получаете 3 кВт тепловой мощности на каждый 1 кВт или электричество, используемое для работы насоса. Более высокие значения COP представляют собой относительно более эффективную передачу тепла.

К оценкам COP производителей тепловых насосов следует относиться с осторожностью, поскольку реальные условия эксплуатации не будут отражать условия испытаний.

Сколько стоят тепловые насосы?

Средняя стоимость, включая установку в ценах 2013 г., составляет:

  • геотермальный тепловой насос: 9000 - 16000 фунтов стерлингов
  • тепловой насос с воздушным источником: 6000–10 000 фунтов стерлингов

Подходит ли тепловой насос для вашего дома?

Ответ зависит от того, какое топливо заменяется.Фонд энергосбережения сообщает, что система окупится намного быстрее, если она заменяет электрическую или угольную систему отопления; то же самое и с маслом.

Тепловые насосы, как правило, не подходят для домов, использующих газ из сети. Если используется сжиженный нефтяной газ, возможна экономия затрат, но маловероятная экономия углерода.

Оба типа, но особенно с источником воздуха, могут лучше работать с системами теплого пола или теплым воздухом, чем с системами на основе радиаторов.Это связано с тем, что требуется более низкая температура воды. Эффективность подачи в радиаторы в среднем составляет 86% от эффективности подачи в теплые полы.

Также важно, чтобы здание было сначала хорошо изолировано и защищено от сквозняков.

Все чаще и чаще новые участники сектора неуместно рекомендуют тепловые насосы и устанавливают их в качестве решения практически любой проблемы отопления, и существует опасность усиления этой тенденции с появлением программы стимулирования использования возобновляемых источников тепла и зеленой сделки.

Можно ли использовать тепловой насос и для горячей воды?

Также наблюдается снижение эффективности подачи горячей воды. Это на 13% менее эффективно, чем просто отопление помещения. Это связано с тем, что вода, подаваемая в краны, должна иметь более высокую температуру, чем вода, используемая для подпольного отопления.

Размеры бытового теплового насоса

Стандарт, используемый для тестирования и оценки большинства комплектных тепловых насосов, - это BS EN 14511. Убедитесь, что это используется вашим установщиком.

Это, например, определяет условия испытаний при температуре наружного (исходного) воздуха 7 ° C для тепловых насосов с воздушным источником и температурах возврата и подачи 40 ° C и 45 ° C соответственно.

Воздушные тепловые насосы вполне могут потреблять больше энергии, чем источник тепла, который они заменяют, если они указаны или установлены неправильно.

Установка теплового насоса

Воздушный тепловой насос легко устанавливается. Насос - это большой агрегат, размещенный вне дома.

Шум от насоса может быть проблемой. Перед выбором модели важно проверить, будет ли уровень шума приемлемым для всех в пределах слышимости.

Земной тепловой насос сложнее установить. Это отражается на стоимости. Есть два типа коллекторов: «обтягивающий», который представляет собой змеевик, заглубленный примерно на 2 метра под землей, и скважина, которая идет прямо вниз и глубже.

Наземные тепловые насосы можно спутать с геотермальной энергией.Строго говоря, геотермальная энергия получается из горячих горных пород, которые в некоторых частях мира могут находиться относительно близко к поверхности Земли. Для доступа к ним требуется более глубокая скважина: от полукилометра до одного километра. Скважины грунтовых тепловых насосов, напротив, могут иметь глубину до 100 метров.

Системы воздушного отопления

Установленные воздушные тепловые насосы от 6000 до 10 000 фунтов стерлингов

Тепловые насосы могут передавать свое тепло воздуху или воде. Если воздух, то конденсатор внутри нагревает воздух в том месте, где он подается в здание.

Фильтрованный, подогретый воздух направляется в здание через форточки стеной первого этажа.

Одно из преимуществ тепловых насосов, предназначенных для воздуха, по сравнению с тепловыми насосами, предназначенными для воды, заключается в том, что воздух, в который передается тепло, обычно имеет более низкую температуру (называемую температурой стока), чем температура воды. Это приводит к более высокому COP и увеличению тепловой мощности.

Оправдана ли стоимость теплового насоса?

Грэм Стрингер (член парламента от лейбористов Blackley and Broughton) предостерег от неизбирательного использования тепловых насосов: «Тепловые насосы - это большие инвестиции как для домовладельцев, так и для налогоплательщиков, и оба заслуживают уверенности в том, что они окупятся.”

Стрингер цитирует отчет Energy Saving Trust выше, который показал, что «только одно из 22 объектов недвижимости, в которых были установлены тепловые насосы с грунтовым источником, достигло неявного минимального значения COP директивы ЕС, и что только девять из 47 объектов с тепловыми насосами с воздушным источником достигли этого стандарта ».

Проблемы теплового насоса

В отчете вина в основном возлагается на плохую установку и рекомендованы изменения в обучении аккредитованных установщиков в соответствии со схемой сертификации Microgeneration.

Основные ошибки, связанные с плохой калибровкой всех аспектов системы:

  • коллектор
  • насос
  • излучатели (система распределения тепла)

В петлях также были обнаружены пузырьки воздуха, которых не должно быть. Как и любая другая система отопления, при установке необходимо удалить воздух.

Для источника заземления катушка должна иметь прочный контакт с землей.

В Великобритании все еще недостаточно систем, которые существовали достаточно долго и подвергались достаточному мониторингу, чтобы прийти к независимой проверке их эффективности.

Energy Saving Trust заявила, что обновит свою информацию в декабре прошлого года, но этого еще не произошло.

Расчет теплового насоса для бытового использования: оценка потребности в тепле

При оценке потребности в тепле для дома это необходимо делать на основе фактических счетов, желательно более чем за один год, чтобы учесть ежегодные колебания погоды и потребности в отоплении.

Если счета отсутствуют, то ваш подрядчик должен использовать EN ISO 13790: «Энергетические характеристики зданий - Расчет использования энергии для отопления и охлаждения помещений», который дает метод оценки годового использования энергии для обогрева и обогрева. охлаждение жилого или нежилого дома.

Кроме того, CIBSE Guide A содержит исчерпывающую информацию о днях получения степени в разных местах Великобритании. Градус-дни отопления могут использоваться вместе с EN 12831 и оценкой соответствующей базовой температуры для определения потребности здания в тепловой энергии. Более подробную информацию, а также бесплатные данные можно найти на сайте www.degreedays.net.

Стандартную процедуру оценки (SAP) для жилищ не следует использовать, поскольку она не предназначена для точного определения потребностей реальных жилищ в отоплении и горячей воде для бытовых нужд.

КПД теплового насоса

Эффективность теплового насоса должна определяться всей системой отопления, а не только насосом.

Общая эффективность системы включает следующие факторы:

  • источник тепла
  • тепло, подаваемое в контур отопления помещения
  • количество используемого тепла горячей воды (в отличие от тепла, подаваемого в накопитель горячей воды)
  • - электричество, подаваемое на тепловой насос, блоки дополнительного отопления, любой накопитель горячей воды для бытового потребления и любые циркуляционные насосы горячей воды.Это должен быть минимум.

Точная эффективность, обнаруживаемая на практике, зависит от разницы температур между целью и источником в любой момент времени, и поэтому будет меняться изо дня в день.

Исследование, проведенное Группой по стратегии отопления Британского партнерства по энергоэффективности для домов, показало, что тепловые насосы столь же эффективны (с точки зрения затрат и выбросов углерода), что и газовые котлы, из-за их использования электроэнергии (кроме случаев, связанных с воздействием углерода, недвижимость по возобновляемому тарифу - а почему бы и нет?).

Если целевая температура - теплый пол 18 ° C, а температура источника 2 ° C, то для концентрации и перекачки тепла требуется меньше энергии, чем если бы источник был более холодным (как в тепловых насосах источника воздуха в морозную погоду) или если цель более горячая (как в радиаторной системе отопления, где целевая температура может составлять 60 ° C).

COP кг нетто CO 2 уменьшено / кВтч отпущенного тепла
Таблица 1: Вытеснение углерода тепловыми насосами с коэффициентом 0.591 кгCO 2 / кВтч в UK SAP 2009, взято из Tom Naughton, xCO 2
3,2 0,031
3,5 0,060
4,0 0,081

Воздушный или наземный тепловой насос - что лучше?

Вот почему тепловые насосы, использующие воду и воду, обычно более эффективны, чем воздушные, несмотря на то, что их установка дороже; Зимой температура наружного воздуха обычно намного ниже, чем температура земли на два-три метра ниже поверхности.

Воздушные тепловые насосы

Сезонный коэффициент полезного действия теплового насоса с воздушным источником - нажмите, чтобы увеличить

Чем холоднее, тем они менее эффективны и тем больше тепла вам нужно. В мягкую погоду КПД может быть около 4, но при температурах ниже 8 ° C (17 ° F) тепловой насос с воздушным источником может достичь КПД 2,5 - ниже магического уровня 3, при котором достигается экономия углерода.

Среднее значение COP по сезонным колебаниям обычно составляет 2,5–2,8, но, очевидно, это зависит от того, насколько холодно зимой.Конечно, он никогда не достигнет 1, но будет менее эффективен, чем газ или биомасса.

Затем есть шум: внешний насос - около 1,2 м x 0,7 м x 1 м в высоту - генерирует около 50 дБ при полной скорости вентилятора на расстоянии одного метра; аналогично кондиционеру.

Теплообменник, который находится внутри, примерно такого же размера, как холодильник, около 1,8 м в высоту. Уровень шума составляет около 42 дБ на расстоянии одного метра, как в большом холодильнике.

Земляные тепловые насосы

Контур теплового насоса в траншее - после заполнения необходим прочный контакт с землей

Для грунтовых тепловых насосов, помимо земляных работ, потребуются напорные трубы, проходящие под внешней стеной (обычно французское окно или другая дверь).Они более дорогие, но окупаемость сокращается с финансовой точки зрения и с точки зрения выбросов углерода, если яма все равно вырывается, например, для фундамента пристройки.

Они имеют более длительный срок службы (обычно 20–25 лет для самого оборудования теплового насоса и до 50 лет для заземляющего змеевика), и они являются отличной идеей, если есть такая возможность.

Идеальное решение - это геотермальный тепловой насос, где температура грунта значительно выше точки замерзания (10 ° C), на теплообменник (пол или плинтус), особенно если он заменяет электрическое отопление.

Получение консультации

Ассоциация тепловых насосов (HPA) предоставляет рекомендации по установке и выбору консультанта.

Среди их рекомендаций - проверить:

  • , что любой установщик зарегистрирован в MCS (Схема сертификации Microgeneration), запрашивая их номер и проверяя онлайн
  • , какой орган по сертификации их сертифицировал
  • с этим телом, что нет нерешенных проблем с установщиком
  • , если они также являются членами схемы REAL или любой признанной торговой ассоциации (HPA, HHIC, B&ES и т. Д.).
  • , если рассматриваются тепловые насосы, использующие грунтовые источники, они являются членами Ассоциации наземных тепловых насосов (GSHPA).

Гранты на тепловые насосы

Грант всегда сделает установку оборудования более рентабельной. Однако гранты доступны не всем.

Надбавка за возобновляемое тепло (RHPP) покрывает большинство распространенных тепловых насосов (воздух-вода, грунтовый источник или источник воды, но не тепловые насосы воздух-воздух и вытяжной воздух), но он истекает в конце марта 2013 года и доступен только для людей, не подключенных к газовой сети.

Программа поощрения за возобновляемое тепло (RHI) в настоящее время доступна только для бизнес-пользователей.Эти пользователи будут получать 4,7 пенсов за киловатт-час для небольших тепловых насосов мощностью менее 100 кВт. Внутренняя версия будет доступна летом 2013 года. Вероятно, что тарифы будут:

.
  • воздушные тепловые насосы (6,9-11,5 л / кВтч)
  • геотермальные тепловые насосы (12,5-17,3 л / кВтч)

Выплаты домовладельцам будут производиться в течение семи лет за каждый кВтч тепла, произведенного в течение ожидаемого срока службы возобновляемых источников энергии, и на основе предполагаемого использования тепла.

Green Deal уже запущен и распространяется на тепловые насосы.Оценщик определит, подходят ли они. Как и во всех случаях «зеленой сделки», любая экономия будет отражена в счете за электроэнергию, но если насос теперь используется для отопления там, где раньше насос не использовался, счет за электроэнергию, вероятно, вырастет, даже если счет за топливо будет спускайся. Это извращенный результат того, что правительство решило увязать выплаты по ссуде со счетами за электроэнергию, а не со счетами за топливо.

То же самое относится к сделкам, заключаемым коммунальными предприятиями в рамках утвержденных правительством схем борьбы с топливной бедностью, таких как Обязательство энергетической компании.

Техническое обслуживание теплового насоса

На большинство систем предоставляется 10-летняя гарантия. Они должны работать не менее 20 лет. В соглашении об обслуживании должна быть предусмотрена ежегодная или двухгодичная проверка, как и для большинства котлов. В тепловых насосах с воздушным источником воздуха входное отверстие не должно быть засорено, например, листьями. Манометр центрального отопления в доме следует время от времени проверять, как и в случае с обычными котлами.

Разрешение на строительство

Для установки тепловых насосов с воздушным источником в Уэльсе и Северной Ирландии требуется разрешение на строительство.В Англии они обычно считаются Разрешенными застройками и не требуют разрешения на строительство (подробности здесь). В Шотландии разрешение на строительство не требуется при соблюдении определенных условий, включая установку насоса на расстоянии не менее 100 м от ближайшего соседнего жилого сада. Всегда уточняйте в местном отделении планирования.

Заключение

Тепловые насосы могут быть рентабельными при определенных конфигурациях. Тепловые насосы «воздух-воздух» и тепловые насосы, подключенные к системе «теплый пол», скорее всего, будут успешными.Однако испытания показывают, что слишком много недавно установленных тепловых насосов работают неэффективно из-за неправильных размеров и ошибок при установке.

Тщательно выбирайте установщика. Когда вам предложат возможное решение, найдите время, чтобы посетить людей с такими домами, как ваш, у которых уже установлено это решение, чтобы узнать, верно ли это. Дни открытых дверей SuperHome предлагают возможность посещать людей с тепловыми насосами в различных конфигурациях и типах недвижимости.

Узнайте больше - посетите отремонтированный дом

Вы можете узнать больше о тепловых насосах источника воздуха, источника воды, источника воды и вытяжного воздуха на мероприятиях зеленых домов в сентябре.Поговорите с настоящими домовладельцами, когда они поделятся своим личным опытом ремонта своих домов в рамках дней открытых дверей SuperHome. SuperHomes - это старые дома, отремонтированные их владельцами для большего комфорта, более низких счетов и гораздо меньшего количества выбросов углерода - как минимум на 60%! Вход свободный. Забронируйте сейчас.

См. Также:
Energy Saving Trust испытание теплового насоса Отчет по фазе 2
Довольный владелец теплового насоса типа воздух-воздух
Реконструкция мельницы с тепловым насосом источника воды
Оправданы ли затраты на котел, работающий на биомассе?

Веб-сайт оценщика производительности электрического теплового насоса

Источники:
1.Подробный анализ первого этапа полевых испытаний теплового насоса Energy Saving Trust, март 2012 г.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *