Тепловой насос "воздух-вода": особенности применения. Низкотемпературный тепловой насос "воздух-вода" Достоинства и недостатки воздушных тепловых насосов

Основными элементами геотермальных систем отопления являются тепловые насосы, главные составляющие которых – испаритель, конденсатор, компрессор, терморегулятор и хладагент, циркулирующий по замкнутой системе.

Правильное объединение представленных элементов в единую систему, дает возможность выделять из окружающей среды (грунт, воздух или вода) низкопотенциальное тепло, с последующим превращением его в высокопотенциальное, необходимое для работы систем отопления и обеспечения горячей водой.

Принцип работы любого теплового насоса имеет близкое сходство с работающим холодильником с той лишь разницей, что в холодильнике происходит отбор тепла с последующим его вытеснением на радиатор, тогда как тепловой насос отбирает тепло из окружающей среды и передает его отопительной системе.

Происходит это следующим образом:

1. Осуществляется подача хладагента в испаритель, здесь испарение достигается путем резкого уменьшения давления
2. При испарении к хладагенту переходит тепло стенок испарителя, поступающее из окружающей среды, затем хладагент, превращаясь в газ, поступает в компрессор
3. Хладагент, находящийся в газообразном состоянии, после поступления в компрессор подвергается воздействию высокого давления. В результате этого обеспечивается нагрев хладагента до 120-125°С и дальнейшее перемещение в конденсатор, где происходит передача тепла теплоносителю. После «отдачи» тепла хладагент вновь переходит в жидкое состояние, и цикл повторяется до достижения заданной температуры
4. Работа теплового насоса контролируется терморегулятором, размыкающим и замыкающим цепь, отвечающую за пуск или остановку компрессора

Принцип работы геотермального отопления

Суть работы геотермального отопления сводится к тому, что происходит отбор низкопотенциального тепла из окружающей среды, его превращение в высокопотенциальное тепло с последующей подачей в дом.

Для обеспечения работы теплового насоса требуется электроэнергия, правда, ее затраты в 3-4 раза ниже, чем получаемая тепловая энергия. КПД теплового насоса является максимальным и превосходит любые котлы отопления. Очевидна и эффективность его использования, проявляющаяся в значительной экономии денежных средств.

Правда, нужно учесть, что стоимость устройства геотермальной системы отопления является весьма высокой, а окупаемость наступает не ранее, чем через 15-20 лет эксплуатации.

Тепловые насосы можно классифицировать по нескольким типам, основными из которых является вид источника, который «отдает» низкопотенциальное тепло. По такому критерию тепловые насосы можно разделить на:

• Грунтовые;
• Воздушные;
• Водяные;
• Комбинированные.

Наиболее эффективными и стабильными считаются тепловые насосы, контур которых расположен в грунте. Однако это значительно удорожает проведение работ, выполнение которых невозможно без использования спецтехники.

Воздух-воздух

Суть работы тепловых насосов, работающих от воздушного источника, сходна с работой геотермальных насосов. Отличие состоит только лишь в том, что в качестве источника тепла выступает не грунт, а воздух. Подобные насосы можно подразделить на два типа систем – воздух-вода и воздух-воздух.

Тип системы определяется средой, используемой для распространения тепла в здании – вода либо воздух. Основным достоинством «воздушных» тепловых насосов, в сравнении с геотермальными, является куда меньшая их стоимость.

Это обусловлено отсутствием необходимости проведения сложных монтажных работ по установке подземного контура.
Тепловой насос, который работает по системе воздух-воздух, предназначается только для нагрева воздуха внутри помещения. Тепло извлекается из воздуха, который находится снаружи посредством испарительного блока, установленного на стене здания.

Далее тепло переправляется в конденсатор, который помещается уже внутри помещения. Здесь тепло передается внутреннему воздуху, который после подогрева возвращается обратно в помещение. В случае необходимости отопления больших площадей используются различные системы распределения воздушных потоков.

Тепловые насосы типа воздух-воздух предназначены только для отопления. К достоинствам можно отнести высокую производительность и уровень теплоотдачи.

Основным недостатком является значительные колебания в производительности, зависящие от температуры наружных воздушных масс. В этом отношении геотермальные тепловые насосы являются гораздо более стабильными, так как температура грунта в месте укладки контура является практически неизменной.

Несмотря на нестабильную производительность, тепловые насосы системы воздух-воздух являются весьма популярными благодаря своим экологическим и эксплуатационным показателям.

Вода-вода

Конструкция тепловых насосов, работающих по принципу вода-вода, имеет близкое сходство с геотермальными насосами. Разница состоит лишь в том, что в качестве источника выступает не грунт, а вода (естественные и искусственные водоемы, грунтовые и сбросные воды).

Высокая среднегодовая эффективность объясняется высокой температурой теплоносителя в зимнее время. При устройстве теплообменника в виде спирали можно значительно снизить площадь установки. Как и любое отопительное оборудования тепловым насосам вода-вода присущи свои достоинства и недостатки.

Отрицательные стороны:

• Высокая стоимость теплового насоса;
• Невозможность эффективного использования при значительном удалении от источника тепла;
• Конкретные требования к возможностям подающего источника.

Перечисленные недостатки полностью перекрываются следующими достоинствами:

• Минимальная площадь для установки контура;
• Нет необходимости использовать спецоборудование;
• Высокий уровень КПД;
• Возможность организации не только отопления, но и горячего водоснабжения и пассивного охлаждения;
• Бесперебойная работа;
• Длительный срок эксплуатации;
• Простота техобслуживания;
• Минимальный расход электричества в пересчете на производительность.

Воздух-вода

По принципу работы тепловой насос воздух-вода сходен с эксплуатацией бытового кондиционера с той лишь разницей, что в результате их работы охлаждается не воздух, а теплоноситель (чаще всего это вода).

Тепловые насосы воздух-вода, в отличие от насосов системы воздух-воздух, способны организовать не только отопление, а также и горячее водоснабжение.

Единственный их недостаток состоит в том, что высокая производительность возможна только тогда, когда температура не опускается ниже -15°С. Поэтому стабильная работа тепловых насосов воздух-воздух, воздух-вода и высокая их производительность достижима только в соответствующих климатических условиях.

Использование возобновляемых источников энергии (геотермальной, солнечной, воздуха) для отопления помещений позволяет сэкономить до 50% затрат на энергоносители. Для реализации этой идеи в частных домах устанавливаются энергии во внутреннее тепло.

Этот тип тепловых насосов уступает в эффективности геотермальным и солнечным коллекторам, но менее требователен к условиям монтажа, наружный теплообменник устанавливается на открытом участке рядом с домом или крыше. Теплопроизводительности приборов недостаточно для 100% покрытия потребности в тепле при сильных морозах, но они значительно снижают затраты на отопление в межсезонный период. Оптимальным вариантом считается использование теплого насоса в комплексе с традиционными обогревателями.

На чем основана работа инверторного теплового насоса воздух-вода с контроллером: принцип действия, схема, монтаж, устройство

Принцип работы основан на отдаче тепловой энергии от циркулирующего внутри труб хладагента при переходе в жидкое состояние в конденсаторе. Это тот же цикл Карно, по принципу которого работают холодильные агрегаты, но внешним источником энергии является воздух, а внутренним — вода в системе отопления. Воздух поступает в испаритель и нагревает циркулирующий хладагент. Обычно змеевик медный и выдерживает высокие давления. После нагрева жидкость начинает испаряться, пары поступают в конденсатор и выделяют тепло при сжатии. Далее цикл повторяется, тем теплее наружный воздух, тем эффективнее работа . Тепловой насос воздух-вода выбирает большинство жителей нашей страны.

Логично, что при минусовой температуре воздуха эффективность теплоотдачи снижается. По этой причине тепловые насосы устанавливаются в комплексе с , например, электрическими ТЭНами. Схема подключения оборудования к системе отопления при аткой альтернативе включает в себя:

• Воздушный тепловой насос.
• Бак для получения горячей воды.
• Два ТЭНа: для компенсации недостающей тепловой мощности и для нагрева воды.
• Циркуляционные насосы отопительных контуров (отдельный для радиаторов)
• Смеситель.

Аналогичным образом тепловой насос подключается к отопительным системам с газовыми, жидкими и твердотопливными котлами. Практика показывает, что максимальная эффективность достигается при подсоединении к теплым полам, а не радиаторным системам.

Техника постоянно развивается и совершенствуется. По конструктивному исполнению модели различаются на сплит и моноблочные. В первом случае наружный теплообменник имеет мощный вентилятор для забора воздуха и располагается на открытом участке рядом с домом. Конденсатор может быть во внешнем или во внутреннем блоке, первый вариант ценится за бесшумность, подключение к системе отопления дома осуществляется через тепловые трубки. Моноблок соединяет вентилятор и конденсатор в едином корпусе, такое исполнение более шумное. Некоторые модели подключаются не только к системам отопления, но и вентиляции или используются теплоту отработанного воздуха внутри помещения. Выбор теплового насоса с возможностью реверсного режима позволяет использовать его для охлаждения помещений летом (но такое исполнение чаще встречается у насосов воздух-воздух).

Преимущества и недостатки отопления дома, согласно отзывов владельцев: модель Nibe, Mitsubishi, Danheat, Дайкин, китайские и российские производители

К явным плюсам относят повышение эффективности системы отопления за счет бесплатного возобновляемого энергоносителя. Насос типа воздух вода стоит дешевле геотермального или работающего по принципу вода-вода и в сравнении с ними практически бесшумен. У некоторых моделей теплопроводные трубки нуждаются в изоляции, но особых сложностей при укладке небольшого утепленного участка не возникает. Вне зависимости от типа насоса он зависим от подключения к электросети. Но это не считается недостатком, ведь на каждый потребленный 1 кВт электрической, тепловой насос выдает не менее 3 КВт тепловой и, что немаловажно, экологически чистой энергии. Продукты сгорания отсутствуют, нет необходимости в организации дымоходов.

Недостатки тепловых насосов ощущаются в зимнее время. Несмотря на заявления производителей о круглогодичной эффективности, воздушные теплонасосы лучше выключить при температуре воздуха ниже -7°C. КПД при минусовых температурах неизбежно падает, без проблем зимой функционирует лишь промышленный тепловой насос (со способностью нагрева воды до 90 °С). Но даже эти модели не рекомендуют к эксплуатации при -25 °С.

Расчет мощности: цена насоса зависит от многих факторов

Ориентировочно на 100 м 2 потребуется насос с теплопроизводительностью в 5кВт, на 300 м 2 от 21. Стоимость теплового насоса напрямую зависит от его тепловой мощности, в данном случае запас не предусматривается (он просто не окупится). Для определения точного значения теплопроизводительности рекомендуется провести расчет мощности теплового насоса с учетом не только отапливаемого объема, но и климатических особенностей региона, степени теплоизоляции здания. Существуют программы с подбором необходимой площади змеевика, такая информация важна при самостоятельном изготовлении оборудования.

Правила эксплуатации в бассейне с горячей водой: делаем ТО своими руками

Тепловые насосы полностью автономны и не требуют особых условий размещения, но, как и любое отопительное оборудование, они нуждаются в ежегодной профилактике. Для предотвращения неполадок рекомендуется:

1. Проводить периодический контроль температуры масла в компрессоре.
2. Осматривать и очищать фильтры.
3. Удалять мусор из наружного теплообменника, загрязнения с термодатчиков.
4. Проверять герметичность всей системы, особое внимание уделяется местам соединений.
5. Установить сетевой фильтр, проверять состояние электропроводки.

Не рекомендуется эксплуатация при отклонении от диапазона разрешительных внешних температур. Эта рабочая характеристика зависит от модели теплового насоса и обязательно прописывается в инструкции. В среднем это -25 °C при работе в режиме нагрева и +40 °C при включения реверсного охлаждения.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Важным фактором является температура масла в компрессоре. Запуск теплового насоса с холодным маслом возможен, но при таком включении оборудование быстро выходит из строя. Рекомендуется задействовать систему подогрева масла в компрессоре: просто включить его первым и выдержать 3-4 часа. При соблюдении всех требований компрессор прослужит долго (европейские производители дают гарантию до 50 лет). Тепловой насос воздух-вода широко применяется владельцами частных загородных домов.

Перед многими людьми, построившими загородный дом или дачу, возникает вполне резонный вопрос: с помощью чего обогреть свое жилище? Какой вариант отопления будет наиболее оптимальным, если строение находится далеко от коммуникаций?

В таком случае использование будет наиболее эффективным способом обогрева загородного коттеджа или дачного домика.

– это специальный вид отопительного оборудования, которое собирает рассеянное тепло из окружающей среды и аккумулирует его в тепловую энергию для обогрева жилого помещения.

В этой статье поговорим обо всех особенностях теплового насоса «воздух-вода», а также о важных моментах монтажа этой системы отопления для загородного дома.

Принцип работы

Размещение блоков системы воздух-вода

• внешний;
• внутренний.

Внешний блок имеет следующие конструктивные элементы:

• теплообменник;
• вентилятор;
• компрессор.

Внутренний блок состоит из следующих узлов:

• система управления тепловым насосом;
• циркуляционный насос;
• теплообменник.

Принцип работы теплового насоса заключается в следующих важных моментах:

Таким образом, можно сделать вывод о том, что работа теплового насоса «воздух-вода» заключается в преобразовании и последующем переносе тепловой энергии из окружающей среды в отопительную систему жилого помещения.

Плюсы и минусы

Отопительная система с тепловым насосом имеет ряд позитивных достоинств, которые выражаются в следующих важных моментах:

• для вырабатывания тепловой энергии не требуется использование различных видов топлива;
• использование теплового насоса позволяет эффективно обогревать жилое помещение;
• срок эксплуатации составляет более 25 лет, что говорит о надежности использования этого вида отопительного оборудования;
• экологичность теплового насоса заключается в том, что не происходит абсолютно никаких выбросов в окружающую атмосферу;
• в теплое время года существует возможность использования этого устройства в качестве кондиционера;
• простота в управлении тепловым насосом;
• можно использовать в сочетании с другими устройствами возобновляемой энергии.

Тепловые насосы «воздух-вода» имеют один существенный недостаток – это достаточно высокая цена, которая не позволяет широко распространиться отоплению этого вида.

Поэтому очень важно произвести наперед, чтобы просчитать эффективность использования отопительной системы с теплонасосом.

Особенности монтажа

Поскольку отопительная система с тепловым насосом «воздух-вода» - достаточное сложное техническое устройство, то ее монтаж лучше всего доверить высококвалифицированным специалистам.

Если вы решили оборудовать систему своими руками, то необходимо, прежде всего, правильно рассчитать время на установку отопления с тепловым насосом.

Этапы каждого вида монтажных работ могут составлять:

• подготовительные работы ориентировочно будут длиться 1–2 недели;
• установка наружного блока теплового насоса – 3–7 дней;
• оборудование внутреннего блока и монтаж отопительной системы – 1–2 недели;
• запуск и отладка работы – 2–3 дня.

Стоит также помнить, что при установке теплового насоса следует знать особенности монтажа, к которым можно отнести следующие моменты:

Совет специалистов: при оборудовании отопления с тепловым насосом «воздух-вода» наиболее оптимальным вариантом обогрева будет являться теплый пол.

Смотрите видео, в котором подробно показан принцип работы теплового насоса воздух-вода, а также отзывы владельца и специалистов:

Тепловой автономный насос – одна из современных технологий для обогрева дома. В России этот тип отопления ещё далёк от повсеместного использования, но усиленно обретает популярность благодаря своим преимуществам перед традиционными энергоносителями. Принцип работы и эффективность агрегата многие пока воспринимают с недоверием, как нечто фантастическое. Тем не менее насос заслужил положительные характеристики от специалистов и реальных пользователей, владельцев квартир и загородных коттеджей. Один из видов тепловых установок – «воздух-вода» — является удачным решением как раз для жителей многоэтажек. Статья расскажет об особенностях действия такого агрегата и отзывах потребителей.

Как работает тепловой насос «воздух-вода»

Тепловой насос – ещё один шаг технологий в сторону энергоэффективности. Система отопления, построенная на его использовании, способна преобразовывать низкопотенциальную энергию внешнего мира (воздух, вода) в высокопотенциальную тепловую, для обогрева дома. За основу взят принцип работы холодильников, но наоборот. Тепловая установка не занимается выработкой тепла, а транспортирует его извне в помещение.

Внимание! 1кВт электрической энергии, которую агрегат тратит на вращение вала компрессора, на выходе (в конденсаторе) даёт примерно 3,5 — 5,0 кВт тепла для обогрева дома.

Установка типа «воздух-вода» функционирует таким образом:

Совет. Тепловые насосы любого вида специалисты советуют устанавливать в отопительной системе, оснащенной не классическими радиаторами. Лучше подойдут те, которые не нуждаются в высокотемпературном подогреве теплоносителя: воздушное отопление, тёплый пол, радиаторы большой площади и т.п. Подобных приборов в системе должно быть не менее 65%.

Плюсы и минусы теплового насоса «воздух-вода»

Воздушный тепловой агрегат использует самую дешевую энергию. Наряду с высоким КПД он также привлекает покупателей такими преимуществами:

1. Экономит электричество. Установки, как правило, имеют сертификаты энергоэффективности класса А, А+ или А++ (стандарты ЕС).
2. Работает тихо.
3. Просто программируется. Может управляться автономно.
4. В отличие от систем «земля-вода» и « », для монтажа первичного контура не требуется бурения скважин, прокладки труб и т.п. Достаточно вентилятора, установка которого проще и гораздо дешевле.
5. Доступен для монтажа на высоте нескольких этажей в условиях города. Для земляных и водных «коллег» нужен участок земли или водоём. Соответственно, нет потребности в дополнительных документальных разрешений от контролирующих органов.
6. Пригоден для модификации и объединения с системой вентиляции. Тем самым, поможет улучшить воздухообмен в помещении.

Работа теплового насоса

Разумеется, подобная система отопления имеет и недостатки:

1. Чем холоднее, тем ниже КПД. При температуре ниже -7°С эффективность бытового воздушного теплового насоса, по законам физики, будет очень низкой. Очень мощный промышленный, которым обогревают офисы, социальные учреждения и т.п., способен выдержать до -25°С.
2. Зависимость от сети. Аппарат не будет работать, если прекратится подача электричества.

Советы по приобретению и установке отопительной системы с тепловым насосом

Исходя из минусов теплового насоса, он идеально подходит для регионов с умеренной зимой и малоэффективен в условиях прохладных и северных климатических зон. Но не стоит огорчаться, если зимой в вашей местности бывают холода ниже -7С. В этой ситуации есть такие выходы:

1. Включение в систему отопления , которая будет аккумулировать полученное тепло. Один бак (небольшого, квартирного размера) при выключенном источнике может равномерно распределять тепло по системе до суток. Это удобный вариант для местности, где сильные морозы обычно непродолжительны по времени.
2. Установка вспомогательного источника тепла: газового или электрического котла. Когда дешёвый тепловой насос не сможет работать, его заменит менее экономичный «дублёр».
3. Совмещение двух предыдущих приёмов.

Внимание! Как и в случае с любой системой отопления, перед монтажом важно тщательно проверить тепловые потери вашего жилища и, по возможности, утеплить его. Чем теплее дом, тем меньшей мощности вам потребуется устройство.

Отзывы реальных владельцев тепловых насосов

В народе немало противоречивых суждений о технологии теплового насоса «воздух-вода». Многие из них связаны с несовершенством моделей первого поколения:

• шумная работа;
• непригодность в качестве основного источника тепла;
• невозможность полностью компенсировать теплопотери жилища.

Наружный блок теплового насоса

Современные модели полностью опровергают эти суждения. Воздухозабор осуществляет большой вентилятор, который необходимо закрыть решеткой. Его расположение и дизайнерское решение для фасада здания необходимо продумать заранее. Важно, чтобы путь воздуха к насосу был минимально простым.

Нередко насос «воздух-вода» используется как альтернатива традиционным теплоносителям: газу, электричеству и твёрдому топливу. Причём система удачно вписывается и эффективно обслуживает даже большие загородные дома, не говоря о городских квартирах. Владельцы устройств утверждают, что при правильной оценке требуемой мощности можно использовать тепловой насос для охлаждения помещения летом и даже греть воду для бытовых нужд. Но покупателей смущает высокая стоимость техники и её установки.

Есть мнение, что с нынешним уровнем цены на устройство и, для сравнения, на газ, выгодно использовать именно «голубое топливо». По крайней мере, для жилья площадью до 150 кв. м. Воздушный тепловой насос в таких условиях будет окупаться очень долго. К тому же, раз в 8-12 лет аппарат потребует капитального ремонта. Поэтому потребители советуют пользоваться тепловым насосом или в большом доме, или когда для вас важна независимость от энергоресурсов.

Отопление дома с помощью воздушного теплового насоса: видео