Отопление дома тепловым насосом. Тепловой насос для отопления дома – принцип работы, виды и монтаж

Отопление дома тепловым насосом. Тепловой насос для отопления дома – принцип работы, виды и монтаж

Тепловой насос для отопления на данный момент только начинает активно применяться в частных домах. Одним из главных достоинств этого способа обогрева, является низкое потребление электричества, но при этом высокое выделение тепла. Выделяют следующие разновидности оборудования, классификация осуществляется по источнику тепла.

Чтобы знать, какой тип насоса выбрать для домашнего использования, рекомендуется изучить особенности каждой модели и их принцип работы. Также у каждого вида существуют ограничения, о которых также важно знать.

Принцип действия тепловых насосов

Принцип работы устройства для обогрева дома основан на том, что вещество (холодильный агент) может отдавать тепловую энергию либо забирать ее в процессе смены состояния. Эта идея заложена в основу функционирования холодильника (из-за этого задняя стенка прибора горячая).

Термонасос для отопления функционирует следующим образом:

1. Поступающий агент охлаждается на 5 градусов в испарительном отделе на основании энергии от носителя тепла.
2. Охлажденный агент поступает в компрессор, который в результате работы сжимает и нагревает его.
3. Уже горячий газ попадает в отсек для теплообмена, в котором он отдает собственное тепло отопительной системе.
4. Сконденсированный хладагент возвращается к старту цикла.

Также существуют некоторые модели, которые могут обеспечивать реверсивное функционирование. Это значит, что подобные приборы эксплуатируются даже летом для охлаждения здания. Тепло направляется в хранилище, а затем используется для отопления в холодное время года.

Устройство

Тепловой насос для отопления дома состоит из нескольких основных контурных элементов:

• контур с теплоносителем, который перемещает энергию от теплоисточника;
• контур с фреоном, который периодически испаряется, забирая тепловую энергию с первого контура, и снова оседает конденсатом, передавая тепло третьему;
• контур, где циркулирует жидкость, являющаяся переносчиком тепла для отопления.

Эксплуатация термо насоса для отопления дома является выгодной с финансовой точки зрения. Причина этого в том, что устройство не требует высокой мощности (соответственно, расход электричества не больше, чем у стандартного бытового прибора), однако при этом производится в 4 раза больше тепла по сравнению с потребляемой электроэнергии.

Также не требуется создавать отдельную линию проводки для подключения насоса.

Плюсы и минусы

Перед принятием решения, использовать тепловой насос или нет, следует ознакомиться с достоинствами и недостатками его работы. К главным плюсам теплового насоса относится:

• небольшой расход электричества на отопление дома;
• отсутствие необходимости регулярного осмотра и технического обслуживания, что делает затраты на эксплуатацию теплового насоса для отопления минимальными;
• допускается монтаж в любой местности. Насос может работать с такими источниками тепловой энергии, как воздух, почва и вода. Поэтому появляется возможность его установки практически в любое место, где планируется строительство дома. А в условиях отдаленности от газовой магистрали, устройство является самым подходящим методом обогрева. Даже если отсутствует электричество, функционирование компрессора можно обеспечить при помощи привода на основе бензина или дизеля;
• отопление дома осуществляется в автоматическом режиме. Не требуется добавлять топливо или проводить иные манипуляции, как, например, в случае с котельным оборудованием;
• отсутствие загрязнения окружающей среды вредными газами и веществами. Все применяемые холодильные агенты полностью безопасны и экологически пригодны;
• пожаробезопасность. Жителям дома никогда не будет угрожать взрыв или повреждение вследствие перегрева теплового насоса;
• возможность эксплуатации даже при условиях холодной зимы (до -15 градусов);
• качественный тепловой насос для отопления дома может служить до 50 лет. Замена компрессора требуется лишь раз в 20 лет.

Отопление дома тепловым насосом вода-вода. Принцип работы

Работа теплового насоса происходит за счет теплоты, извлекаемой из воды. Источником воды становятся озера, ставки, реки, колодцы, скважины. Глубина водоема в средней полосе России должна составлять не менее 2 метров, чтобы нижние слои не промерзали. По способу расположения теплообменника тепловые наносы разделяются на:

• горизонтальные (трубы укладывают кольцами на дно);
• вертикальные (теплообменник расположен в скважине вертикально).

Поскольку непромерзаемые водоемы расположены далеко не возле каждого дома, чаще всего трубы прокладывают в скважинах. Стандартный тепловой насос вода-вода имеет несколько основных частей:

• трубы отопления;
• трубы подачи и сброса воды;
• испаритель (змеевик, в котором испаряется фреон);
• компрессор;
• конденсатор (змеевик, в котором сжижается фреон).

В зависимости от времени года температура грунтовых вод составляет 4-10 °C, меняется в малых диапазонах. Это обеспечивает стабильную и продуктивную работу теплового насоса. Бурят две скважины на расстоянии 8-10 м друг от друга. Грунтовые воды попадают в трубу из первой скважины и поднимаются вверх к испарителю, нагревая его. Одновременно в испаритель подается сжиженный фреон. В результате снижения давления в испарителе, тепло от стенок переходит к хладагенту. Хладагент (фреон) становится газообразным.

Далее фреон поступает в компрессор и сжимается. Потом он поступает в конденсатор, превращается в жидкость, а выделенное в результате этого процесса тепло переходит к теплоносителю (чаще всего это вода). Теплоноситель, в свою очередь, нагревает трубы радиатора. Так происходит обогрев дома. Грунтовая вода сбрасывается во вторую скважину. Полное представление о принципах работы дает схема теплового насоса. Поскольку температура подземных вод стабильнее температуры нижних слоев водоемов, использовать скважины значительно эффективнее. Но здесь надо еще учитывать затраты на бурение скважин. Устанавливают тепловой насос с бойлером вода-вода, отапливая помещение и подогревая воду для бытовых нужд. Затрачиваемая электрическая энергия на работу насоса в 4-5 раз меньше энергии, которую он вырабатывает.

Теплообменник для отопления частного дома. Теплообменник для системы отопления. 5 советов для правильного подбора. 

Теплообменник для отопления представляет собой оборудование, в котором происходит теплообмен между греющим и нагреваемым теплоносителем. Греющий теплоноситель поступает от источника тепла, которым являются тепловые сети или котел. Нагреваемый теплоноситель циркулирует между теплообменником и приборами отопления (радиаторы, теплый пол и т.д.)

Задача этого теплообменника передать тепло от источника тепла к приборам отопления, которые непосредственно отапливают помещение. Контур источника тепла и контур потребителя тепла гидравлически разделены - теплоносители не смешиваются. В качестве рабочих теплоносителей, наиболее часто, используется вода и гликольные смеси.

Принцип работы пластинчатого теплообменника для отопления довольно прост. Рассмотрим пример, где источником тепла является водогрейный котел. В котле происходит нагрев греющего теплоносителя до заданной температуры, далее циркуляционный насос подает этот теплоноситель в пластинчатый теплообменник. Пластинчатый теплообменник состоит из набора пластин. Греющий теплоноситель, протекая по каналам пластины с одной стороны передает свое тепло нагреваемому теплоносителю, который протекает с другой стороны пластины. В результате, нагреваемый теплоноситель повышает свою температуру до расчетного значения и поступает в приборы отопления (например радиаторы), которые уже отдают тепло отапливаемому помещению.

Для любого помещения, в котором есть водяное отопление, теплообменник является важным звеном в системе. Поэтому данное оборудование нашло широкое применение при монтаже тепловых пунктов, воздушного отопления, радиаторного отопления, теплого пола и т.д.

Первым шагом при проектировании системы отопления является определение отопительной нагрузки, т.е. какой мощности нам нужен источник тепла. Отопительная нагрузка определяется исходя из площади и объема здания, при этом учитываются теплопотери здания через все ограждающие конструкции. В несложных ситуациях, можно воспользоваться упрощенным правилом - на 10м2 площади нужно 1 кВт. мощности, при стандартных стенах и высоте потолков 2,7 м. Далее, необходимо определить график, по которому будет работать наш источник тепла (котел). Эти данные указаны в паспорте котла, например подача теплоносителя 90С и обратка теплоносителя 70С. Учитывая температуру греющего теплоносителя, мы можем задать температуру нагреваемого теплоносителя - 80С. С этой температурой он будет поступать в приборы отопления.

Пример расчета теплообменника отопления

Итак, у вас есть отопительная нагрузка и температуры греющего и нагреваемого контуров. Этих данных уже достаточно, чтобы специалист смог рассчитать теплообменник для вашей системы отопления. Мы хотим дать некоторые советы, благодаря которым вы сможете предоставить нам более полную техническую информацию для расчета. Зная все тонкости вашего технического задания, мы сможем предложить наиболее оптимальный вариант теплообменника.

Необходимо знать, жилое или нежилое помещение необходимо отапливать?

Когда качество воды плохое, и в ней присутствуют загрязнения, которые оседают на поверхности пластин и ухудшают теплообмен. Следует учесть запас (10%-20%) по поверхности теплообмена, это повысит цену теплообменника, но вы сможете нормально эксплуатировать теплообменник, не переплачивая за греющий теплоноситель.

При расчете, также необходимо знать, какой тип системы отопления будет применяться. Например, для теплого пола нагреваемый теплоноситель имеет температуру 35-45С, для радиаторного отопления 60С-90С.

Что будет источником тепла - свой котел или тепловые сети?

Планируете ли вы в дальнейшем увеличивать мощность теплообменника? Например, у вас планируется достройка помещения и отапливаемая площадь увеличиться.

Это некоторые примеры пластинчатых теплообменников с ценой и сроком изготовления, которые мы поставляли нашим заказчикам в 2019 году.

1. Пластинчатый теплообменник нн 04, цена - 19 200 руб., срок изготовления 1 день.
Мощность - 15 кВт.
Греющий контур - 105С/70С
Нагреваемый контур - 60С/80С

2. Пластинчатый теплообменник нн 04, цена - 22 600 руб., срок изготовления 1 день.
Мощность - 30 кВт.
Греющий контур - 105С/70С
Нагреваемый контур - 60С/80С

3. Пластинчатый теплообменник нн 04, цена - 32 500 руб., срок изготовления 1 день.
Мощность - 80 кВт.
Греющий контур - 105С/70С
​Нагреваемый контур - 60С/80С

4. Пластинчатый теплообменник нн 14, цена - 49 800 руб., срок изготовления 1 день.
Мощность - 150 кВт.
Греющий контур - 105С/70С
​Нагреваемый контур - 60С/80С

5. Пластинчатый теплообменник нн 14, цена - 63 000 руб., срок изготовления 1 день.
Мощность - 300 кВт.
Греющий контур - 105С/70С
​Нагреваемый контур - 60С/80С

6. Пластинчатый теплообменник нн 14, цена - 83 500 руб., срок изготовления 1 день.
Мощность - 500 кВт.

Видео тепловой насос ATMOTERM PF-030 воздух-вода для отопления дома 140 м2