Отопление дома тепловыми насосами воздух-вода. Тепловой насос воздух вода для отопления


Тепловой насос воздух вода против теплового насоса грунт вода

Тепловой насос воздух вода против теплового насоса грунт вода

Сравнивать тепловой насос воздух вода и тепловой насос грунт вода сложно, хотя бы потому что эффективное применение одного типа теплового насоса в каком-то конкретном случае, может быть совсем не выгодным в другом случае, при других обстоятельствах. К тому же на рынке существует множество разных моделей, которые могут очень сильно отличаться по характеристикам.

Несмотря на не совсем корректную формулировку вопроса, попробуем определить приоритетные сферы применения для каждого из типов теплонасосов.

Стабильность источника тепла.Земля всегда имеет стабильную температуру. В зависимости от глубины, времени года и прочих геологических условий, она может колебаться от +4 до +15 градусов. Для осуществления теплосъема, между теплоносителем, который циркулирует в земле, и самой землей, должна быть разница температуры. Это немного снижает температуру теплоносителя, который реально может поступать в теплонасос. Также следует учитывать, что работа теплового насоса, сказывается на температуре почвы, и к концу отопительного сезона средняя температура геотермального поля может уменьшится.

Но даже учитывая эти два “негативных” фактора можно смело рассчитывать, что среднегодовая температура теплоносителя, который непосредственно поступает в геотермальный теплонасос, составляет не ниже 0 градусов. И это очень важный момент, который указывает на стабильность источника тепла в целом. При этом абсолютно не важно, какая температура воздуха на улице, ведь даже при температуре наружного воздуха -30, в теплонасос, с земли, продолжает поступать теплоноситель с температурой около 0 градусов. Сами тридцатиградусные морозы не оказывают никакого воздействия ни на производительность теплового насоса, ни на его СОР.

Сравнение

Давайте обратимся к техническим характеристикам геотермального теплового насоса NIBE F1255-16. Его СОР при параметрах 0/45 EN14511 составляет 3,77.

Параметры 0/45 указывают на то, что значение справедливо при температуре входящего рассола 0 градусов и температуре теплоносителя в системе отопления 45 градусов. 45 градусов — достаточная максимальная температура для работы теплового насоса с низкотемпературной системой отопления (теплые полы, теплые стены).

Для сравнения, давайте использовать модель теплового насоса воздух/вода, премиум сегмента. Это модель NIBE F2120-16. Его СОР при параметрах 0/45 EN14511 составляет 3,4. Как видим, разница с геотермальным тепловым насосом не существенная, всего 10%. Но это при температуре наружного воздуха — 0 градусов. Что мы получим при температуре на улице -10.обратимся к графикам производительности и СОР для теплового насоса воздух вода NIBE F2120.

Тепловой насос воздух вода. График зависимости СОР от температуры наружного воздуха

-10 на улице

Видно что при -10 градусах на улице, и температуре в подающей магистрали 45 градусов, СОР будет составлять 2,8. При температуре на улице -10, в геотермальном тепловом насосе 1255-16, СОР будет оставаться на уровне 3,77. Теперь разница больше, и она составляет 26%.Температура наружного воздуха опустилась до — 20,СОР воздушного теплового насоса F2120 опустился до отметки 2,3. Разница с геотермальным тепловым насосом, теперь составляет 39%. Но и это не самое главное. Давайте обратимся к графику зависимости проивзодительности от температуры на улице, для воздушного теплового насоса F2120.

 

 

Видно что его номинальная мощность актуальна только при температуре на улице, не ниже -3. При последующем опускании температуры на улице, уменьшается не только СОР, но и выдаваемая мощность теплового насоса. Т.е. в то время, когда при низких температурах нам нужно больше тепла, наша система способна выдавать меньше тепла. Для компенсации данного дефицита тепла, приходится использовать вспомогательный источник тепла, что еще сильнее уменьшает эффективность применения воздушного теплового насоса. Хочется отметить, что данная модель NIBE F2120 имеет довольно таки высокие показатели, которыми может похвастаться далеко не каждая модель. Это возможность работы до температуры на улице -25 градусов и стабильное поддержание температуры теплоносителя на уровне 63 градусов. Таким образом сравнивая теплонасос NIBE F1255-16 с другим более простым тепловым насосом воздух/вода, разрыв в эффективности увеличится еще больше.

Теперь сравним тепловые насос на конкретном примере.

Исходные данные: дом площадью 250 м кв. и теплопотерями 18 кВт, находится в Киеве. Расчетная температура теплоносителя 45/35. Для расчетов используем специализированную программу NIBE DIM.

Она использует информацию о климатологии региона (в данном случае г. Киев). Сначала определяются средние значения температуры наружного воздуха, для каждого периода отопительного сезона. Далее, по графику “кривой отопления” (зависимость температуры теплоносителя в системе отопления от температуры окружающей среды) определяются средние температуры теплоносителя в системе в разные периоды. Далее определяются средние значения СОР при вышеперечисленных параметрах.В результате получаем средний показатель СОР за отопительный сезон, с учетом колебаний температуры на улице. Разумеется, этот расчет не может иметь 100% точность, так как невозможно предсказать погодные условия, но опираясь на него, можно сравнивать 2 типа теплонасосов.

Что в результате

Из результатов расчета видно, что на отопление дома, на протяжении отопительного сезона, а также на нагрев ГВС круглый год, необходимо 39147 кВтч тепла. Тепловой насос F2120-20 сможет выдать 38118 кВтч тепла. Разницу в 1029 кВтч между выдаваемой мощностью и требуемой, будет покрывать электрический котел.Потребление электроэнергии тепловым насосом составит 9677 кВтч. Отсюда можно узнать годовой СОР , разделив выдаваемую мощность тепловым насосом, на потребляемую электрическую мощность. 38118 кВтч / 9677 кВтч = 3,9. Однако, мы забыли учесть еще 1029 кВтч тепловой энергии, которую нужно будет получить от дополнительного источника тепла — электрокотла. 39147 кВтч / (9677 + 1029 кВтч) = 3,5. Это реальный СОР,который учитывает потребление электроэнергии доп. источником тепла — электрокотлом.

 

Вывод 1. Отопление дома геотермальным тепловым насосом в условиях города Киева, однозначно эффективнее с применением геотермального теплового насоса.

“Отопление дома в условиях города Киева” выделено жирным умышленно. А что если стоит задача отапливать бассейн летом, или в период межсезонья? Применяя воздушный тепловой насос, в таких режимах можно получить СОР выше 5. В таких случаях работа теплонасоса воздух/вода будет более энергоэффективной, нежели работа теплового насоса грунт/вода.

Отопление домов в южных регионах Украины воздушным тепловым насосом также может быть эффективным за счет более теплого климата.

Условия выполнения грунтового контура.

Когда речь заходит о новом строительстве, скорее всего есть возможность бурить скважины, так как новый участок, как правило, не имеет никаких ограничений. Поэтому чаще всего, есть возможность выполнить все работы по обустройству грунтового контура до выполнения работ по благоустройству. Ограничение по обустройству грунтового контура может быть только в наличии места под бурение. Для дома площадью 250 м кв. необходимо 5 скважин по 60 метров. Учитывая расстояние в 8 метров между скважинами, получаем участок около 2 соток. Чаще всего, на этапе строительства представляется возможность выделить такую часть участка, тем более, что по факту завершения грунтовых работ, можно будет полноценно использовать этот участок в других целях.

Если же дом уже построен, а на придомовой территории расположены клумбы газоны, декоративные елки и прочие элементы ландшафтного дизайна, не всегда есть возможность “безболезненного” выполнения работ по обустройству грунтового контура. В данном случае однозначное преимущество в пользу воздушного теплового насоса, который никак не испортит внешний вид участка.

Не везде легко бурить

Геология нашей страны неоднородна и не везде на территории Украины мягкие породы. В западных, центральных и некоторых южных регионах часто на глубине нескольких метров можно встретить твердые породы. Геотермальные зонды опущенные в гранит ничем не хуже зондов, опущенных в мокрую глину, однако стоимость такого бурение в разы увеличивается. Часто бывает, что стоимость бурение приравнивается к стоимости теплового насоса, что существенно увеличивает срок окупаемости оборудования. В таких ситуациях преимущественно использовать тепловой насос воздух вода. Именно поэтому их часто устанавливают в западных регионах.

Выполняя работы по обустройству грунтового контура, сталкиваемся с еще одним ограничением — погодные условия, необходимые для выполнения работ. Геотермальные зонды крайне нежелательно, и часто невозможно опускать при температуре ниже +5, так как холодная труба зонда, не гнется, а при попытках ее гнуть существует вероятность ее перегиба и в дальнейшем порчу зонда. В то же время начало весны и резкое потепление очень часто, еще больше ухудшает условия выполнения работ. Так как тяжелая техника попросту грузнет в болоте, которое образовалось на участке в результате таяния снега.

Вывод. Тепловой насос воздух вода можно устанавливать в любом месте и в любое время года, чего нельзя сказать о геотермальном тепловом насосе.

Срок службы оборудования.

Не самый последний момент, особенно когда речь заходит о дорогостоящем оборудовании. С технической точки зрения, тепловой насос воздух вода более сложное устройство, чем геотермальный. Также они большую часть времени работают при неблагоприятных параметрах (при низких температурах на улице). Учитывая эти 2 фактора, тепловой насос воздух вода имеет меньший срок эксплуатации,чем геотермальный тепловой насос.Геотермальный тепловой насос — далеко не вечное устройство, поэтому рано или поздно придется заменить и его. Срок службы грунтового контура упирается только в срок службы полиэтиленовой трубы, то есть не менее 50 лет. Это автоматически значит, что инвестируя деньги в геотермальный тепловой насос, заказчик инвестирует деньги в вечную составляющую этой системы — грунтовой контур. Ведь при необходимости через 30 лет заменить геотермальный тепловой насос, грунтовой контур останется от старой системы.

 

freenergy.com.ua

воздушные тепловые насосы для отопления

Первым отопительным устройством для человека служило солнце. Жаль только, что эффективно оно обогревало только в теплое время года и только днём. Но тепло солнца никуда не девалось: оно поглощалось окружающими телами: землей, водой, камнями, воздухом. Это накопленное тепло можно было тоже использовать для обогрева, пока тела остывали и отдавали тепло. Но человек стремился иметь независимый от времени года и времени суток источник тепла, и он нашел его: это огонь. Долгое время он служил нам верой и правдой, хотя и имел много недостатков. До сих пор большинство систем отопления основаны на сжигании того или иного вида топлива, в основном углеводородного: газа, солярки, мазута … Но осознавая, что запасы его конечны мы опять обращаем взор в сторону природы и ищем там возобновляемые источники энергии для отопления. Это очередной виток спирали, но на более высоком уровне: так учит нас философия. Энергия солнца разбросана везде, но в низкопотенциальной (низкотемпературной) форме. Благодаря развитию науки и технологиям мы имеем возможность с помощью ряда устройств, это тепло извлечь и преобразовать в удобную для использования высокопотенциальную (высокотемпературную) форму. Одним из таких устройств является Тепловой Насос.

Тепловой насос - это агрегат, который поглощает низкопотенциальную теплоту из окружающей среды и передает ее в систему теплоснабжения в виде нагретой воды или воздуха. Передача тепла производится хладагентом (фреоном). Электроэнергия, потребляемая тепловым насосом, тратится лишь на перемещение фреона по замкнутому контуру, состоящему из медных трубок различного сечения, с помощью компрессора, как это происходит в холодильных машинах. В холодное время года система передает тепло из окружающей среды в дом, работая либо как котел при отоплении (нагревает воду для радиаторов и теплых полов), либо напрямую нагревая воздух в помещении (воздушное отопление). В качестве низкопотенциального источника тепловой энергии можно использовать тепло естественного происхождения (наружный воздух; грунт на глубине ниже границы промерзания, тепло грунтовых, артезианских и термальных вод; воды рек, озер, морей и других незамерзающих природных водоемов). Тепловые насосы имеют автоматическую интеллектуальную систему управления, которая поддерживает заданный режим работы теплового насоса.

Таким образом, тепловой насос не создает тепловую энергию, как например газовый котел, а перекачивает ее из окружающей среды в помещение для отопления и нагрева санитарной воды или воздуха. Такой процесс идет только с подводом внешней энергии (как правило, электричества) к тепловому насосу. Эффективность процесса переноса тепла оценивается коэффициентом преобразования СОР (coefficient of performance), который получается, если полученное помещением тепло разделить на затраченную электроэнергию (тепло и электричество измеряется в кВт). СОР является безразмерной величиной. В соответствии со стандартами все показатели тепловых насосов измеряются при стандартных условиях: что для систем воздух-вода соответствует внутренней температуре +20ºС, наружной температуре +7 ºС, длине фреонопровода 5м, а для систем типа воздух-вода - температуре возврата и подачи воды +40⁰C и +45⁰C соответственно. Энергетическая эффективность тепловых насосов зависит от температуры низкопотенциального источника и будет тем выше, чем более высокую температуру источник будет иметь, т.е. чем меньше разница между внутренней заданной температурой в доме(+20..+25⁰С) и температурой источника(наружного воздуха, грунта, воды).

Тепловые насосы с воздушным источником сходны по своему функциональному принципу с геотермальными тепловыми насосами, с той лишь разницей, что вместо грунта (где температуру можно считать условно постоянной и плюсовой), теплота извлекается из наружного воздуха. Тепловые насосы с воздушным источником подразделяются на системы типа воздух-воздух и воздух-вода, в зависимости от того, какая среда используется для распространения тепла в здании – воздух или вода.

Основным преимуществом воздушных тепловых насосов перед геотермальными является значительно более низкая стоимость установки. Для геотермального теплового насоса необходима прокладка подземных теплообменных элементов (как правили пластиковые трубы), используемых для извлечения теплоты из почвы. Для сравнения, воздушные тепловые насосы используют непосредственно наружный воздух, из которого можно извлечь теплоту и при -30⁰С. Про дополнительные проблемы, связанные с грунтовыми тепловыми насосами (кроме дороговизны), связанные, например, с вымерзанием участка земли мы здесь говорить не будем.

Рассмотрим типы воздушных тепловых насосов.

Тепловые насосы типа воздух-воздух предназначены для прямого нагрева воздуха внутри помещения. Теплота извлекается из окружающего воздуха посредством испарительного блока наружного размещения и направляется в помещение, где внутренний воздух нагревается при помощи внутреннего теплообменника (конденсатора системы). Для нагрева отдельных зон, возможно применение нескольких внутренних блоков или нескольких агрегатов. Если стоит необходимость отопления нескольких помещений или сравнительно большого внутреннего объема, используются различные системы подачи и распределения воздуха.Тепловой насос(ТН) типа воздух-воздух может работать как Универсальная Климатическая Система, поддерживающая комфортную температуру в доме круглый год. В холодное время года ТН обеспечивает отопление, а в жаркое время работает как кондиционер, изменив циркуляцию фреона на обратную (испаритель и конденсатор меняются местами). Кроме того, практически любая модель воздух-воздух имеет встроенные функции очистки воздуха от пыли, запахов и различных микроорганизмов. Для этих целей пришлось бы покупать отдельное устройство, когда используются традиционные системы отопления. А это дополнительные затраты.

Тепловой насос типа воздух-вода использует воду как теплопоглотительную среду, передавая ей температуру разогретого фреона.  Нагретая вода предназначена для отопления помещений с помощью радиаторов, теплых полов или подготовки бытовой горячей воды. Температура такой воды должна быть от +40⁰С и выше. Современные тепловые насосы воздух-вода подогревают воду от +40⁰С до +65⁰С.

Преимущество теплового насоса типа воздух-воздух над системами типа воздух-вода заключается в более низкой температуре стока (температуре воздуха, проходимого через теплообменник конденсатора), а это +20..+25⁰С, что обеспечивает повышенное значение коэффициента производительности COP и более высокий уровень теплоотдачи (у систем воздух-вода температура стока от +40⁰С до +65⁰С). Напомним, что значения коэффициента производительности COP увеличиваются при уменьшении разницы между температурой источника и стока. Но системы воздух-воздух не могут обеспечить дом горячей водой.

Кажущийся потенциальный недостаток использования воздуха в качестве источника тепла - коэффициент производительности COP теплового насоса. В течение отопительного сезона, температура наружного воздуха меняется в широких пределах (а вместе с ним и COP от 2-х до 5-ти) и зачастую ниже температуры грунта, на глубине извлечения теплоты геотермальным тепловым насосом, что и является причиной снижения коэффициента COP. Для воздушного теплового насоса обоих типов, стандарт предписывает – как тестовое условие – температуру наружного воздуха (температуру источника), равную +7⁰C. При температурах наружного воздуха ниже указанной, значение COP будет снижаться, как и теплопроизводительность теплового насоса. Имеет смысл говорить о средней за отопительный сезон величине COP, которая получается, как отношение полученной за сезон тепловой энергии к затраченной электрической. Опытным путем установлено, что в пределах Московской области и близлежащих регионов сезонный коэффициент производительности SCOP составляет около 3-х. Это значит, что воздушный тепловой насос со значением сезонного коэффициента производительности SCOP= 3 обеспечивает в 3 раза больше тепловой энергии, по сравнению с потребленной электроэнергией. То же значение получается, если проанализировать почасовую длительность стояния различных температур в нашем регионе и вывести средний COP путем несложных подсчетов. Разница по ежемесячным платежам за электричество при сравнимых мощностях воздушного и геотермального(грунтового) теплового насоса – будет минимальной, т.к. при температурах воздуха выше «постоянной» температуры грунта (это происходит в межсезонье- тоже часть отопительного периода), воздушный тепловой насос выигрывает у грунтового, компенсируя проигрыш при отрицательных температурах воздуха.

Другим фактором, влияющим на значение коэффициента COP теплового насоса, является температура стока - температура подогреваемого воздуха или циркулирующей воды внутри здания. Для теплового насоса типа воздух-вода, при температурах нагрева воды более высоких, чем стандартные условия измерения (температуры подачи воды +45⁰C,  возврата воды +40⁰C) – значения COP, а также теплопроизводительность системы, будут падать. Это означает, что тепловые насосы воздух-вода, будучи потенциально пригодными в качестве низкотемпературных систем обогрева, таких как отопление теплыми полами, обладают более низкими значениями COP при их использовании с традиционными жидкостными системами отопления с температурами циркуляции +60⁰C и выше. Повышенные значения температуры воды на выходе приводят к пониженному коэффициенту COP теплового насоса. Если же мы хотим сохранить высокий COP придется использовать в радиаторах более низкую температуру подачи воды, а это потребует большей поверхности батарей (по оценкам – в 3 раза ).

Преимущества Воздушных Тепловых Насосов.

1. Высокая экологичность, связанная с возможностью использования альтернативного источника энергии для отопления. Загрязнение воздушной среды мегаполисов носит угрожающий характер. Размещение крупных ТЭЦ за пределами города ведет к потерям тепла (

bivalent.ru

Тепловой насос для дома, тепловой насос для отопления

Эффективное использование энергоресурсов приобретает c каждым днем все большую актуальность: потребитель заинтересован сэкономить свой бюджет и позаботиться об окружающей среде, не оставаясь ущербным в комфорте. В европейских странах давно уже внедряются технологии по энергосбережению, программы эффективного использования возобновляемых источников энергии. Одной из самых эффективных систем энергоснабжения на сегодняшний день признаны тепловые насосы. Именно о таких системах и пойдет речь в данной статье.

Тепловой насос - это отопительный прибор преобразующий электрическую энергию в тепловую, в примерном соотношении 1:4-5, т.е. при потреблении 1,0 кВт электроэнергии вырабатывается не меньше 4,0-5,0 кВт тепла.

Принцип работы теплового насоса основан на сжатии хладагента компрессором, как в кондиционере и холодильнике, при котором на испарителе образуется холод, а на конденсаторе тепло - которое и используется для системы отопления, горячего водоснабжения или для подогрева тёплых полов. В случае с тепловым насосом, в качестве холодильной камеры выступает окружающая среда. Таким образом, с помощью теплового насоса, мы нагреваем воду системы отопления за счет охлаждения окружающей среды (под термином охлаждения имеется в виду отбор тепла, так как реально, температуру окружающей среды тепловой насос не понизит).

В качестве источника энергии современные тепловые насосы используют почву, грунтовые воды или воздух, соответственно тепловые насосы делятся на типы "рассол (грунт) - вода", "вода - вода", "воздух-вода".

 

Тепловой насос Воздух-воздух.

Тепловой насос типа воздух-воздух состоит из наружного и внутреннего блоков. Наружный- испарительный блок, размещается снаружи здания. Именно с его помощью из наружного воздуха извлекается тепло. Это тепло нагревает хладагент, который вскипает, переходя в газообразное состояние. Затем компрессор сжимает этот газ, значительно повышая его температуру. Тепло сжатого газа передаётся в конденсатор (внутренний блок), который находится внутри помещения. Конденсатор отдаёт тепло воздуху внутри помещения. Этот процесс происходит непрерывно и контролируется автоматически до тех пор, пока не будет достигнута заданная температура в помещении.

 

Преимущества теплового насоса типа воздух-воздух:

- простота конструкции, монтажа и эксплуатации;

- возможность установки практически в любой климатической зоне;

- установка потребует минимального изменения и вмешательства в существующий дизайн;

- имеют наименьшую стоимость и наименьший срок окупаемости, по сравнению с другими типами теплонасосов;

- низкое энергопотребление

- автономность, компактность и бесшумность работы

Недостатки теплового насоса воздух-воздух

Одним из недостатков этих насосов является зависимость величины производительности от колебаний температуры наружного воздуха.

 

Тепловой насос Воздух-вода.

Тепловой насос воздух- вода трансформирует энергию внешней среды в тепло, обогревающее внутреннее пространство. То есть, с помощью этого устройства жилище или строение можно «отапливать» обычным воздухом.

Сплит система во многих случаях предпочтительна, т.к. меры по защите от размораживанию в этой конфигурации минимальны, но есть необходимость дополнительного места для установки внутри здания теплообменного блока. Вторичный контур ориентированы на теплые полы или на батареи отопления, выбранные для низкотемпературного применения. Попутно решается вопрос горячего водоснабжения, а так же охлаждения здания.

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.

 

Тепловой насос Вода-вода.

Источником тепла для таких насосов служат буровые скважины, поверхностные или почвенные воды, а также сбросовая вода от технологических установок. Это тот же чиллер, но только с водяным охлаждением, ориентированный прежде всего на отопление. Существуют реверсивные модели тепловых насосов, вырабатывающие как тепло, так и холод. При такой системе не нужна установка кондиционеров.

Тепловые насосы рассол/вода оснащены всеми предохранительными устройствами и наполнены безопасным хладагентом без содержания хлора (R407С). Они предназначены для использования с температурой воды в системе отопления до макс. 65 °C и температурой рассола не ниже -5 °C. Они оснащены такими высококачественными компонентами как спиральный компрессор, меднопаяными стальными нержавеющими пластинчатыми теплообменниками, качестве конденсатора и испарителя, которые разделяют фреон и теплоноситель.

Преимущества теплового насоса вода-вода - они мало подтверждены влиянием наружной температуры т.к. теплообменник первичного контура расположен в земле, или в воде, где температура стабильная или практически стабильная. Высокая надежность - внутренний фреоновый контур полностью запаян и герметичен. Все оборудование расположено внутри помещения и не подвергается влиянию внешней среды, и здание не портят наружные блоки.

 

Тепловой насос Земля-вода.

К этим типам относятся геотермальные тепловые насосы, в которых исключен теплообменник вода фреон для обогрева или отопления воздуха в помещении, а есть теплообменник земля - фреон по которой циркулирует фреон с одной стороны, а сдругой вода, рассол, проходящая через этот теплообменник и геотермальный зонд. Исключение промежуточного теплообменника улучшает энергоэффективность системы. Энергоэффективность данного теплового насоса к потреблённой электроэнергии составляет не 4,0 как указано в примере выше, а минимум 4,9.

Данный тепловой насос работает в зимнее время на отопление, летом на охлаждение. Установка кондиционеров для охлаждения не нужна. Вопрос горячего водоснабжения решается с помощью другого

источника.

Принцип работы теплового насоса

Работа теплового насоса осуществляется в компрессионно-конденсаторном цикле. Теплоноситель (обычно вода, иногда энергия грунта и воздуха) подается из земли или водоема в тепловой насос, где низко-потенциальное тепло Земли отбирается и передается по системе воздуховодов или трубопроводов к потребителю.

Работа теплового насоса состоит из нескольких стадий (см. схему):

1.Теплоноситель, двигаясь по трубопроводу, проложенному в земле, прогревается на несколько градусов. Затем теплоноситель, попадая в тепловой насос, идет через теплообменник (испаритель), передает тепло, накопленное в окружающей среде, во внутренний контур.

2. Внутренний контур наполнен хладагентом. Это вещество характеризуется крайне низкой температурой кипения. Оно проходит сквозь испаритель и преобразуется из жидкого состояния в газообразное. Это осуществляется в условиях низкой температуры и давления.

3. Газообразный хладагент из испарителя направляется в компрессор, где происходит его сжатие и повышение температуры;

4. Горячий газ проникается в следующий теплообменник (конденсатор). Именно там осуществляется теплообмен между теплым газом и теплоносителем. Хладагент передает собственное тепло в отопительную систему, охлаждается и вновь становится жидкостью. Сразу после этого нагретый теплоноситель (горячая вода в отопительной системе) направляется к отопительным приборам.

5. Во время прохождения хладагента сквозь редукционный клапан – уменьшается давление, хладагент движется в испаритель, и происходит повторение цикла.

К главному преимуществу теплового насоса следует отнести экономичность: для передачи в систему отопления 1 кВт·ч тепловой энергии установке необходимо затратить всего 0,2-0,35 кВт·ч электроэнергии. Кроме того, тепловой насос не сжигает топлива и не производит вредных выбросов в атмосферу. Он не требует специальной вентиляции помещений и абсолютно безопасен. .

Еще одним преимуществом тепловых насосов является возможность переключения с режима отопления зимой на режим кондиционирования летом.

Тепловой насос надежен, его работой управляет автоматика. В процессе эксплуатации система не нуждается в специальном обслуживании, возможные манипуляции не требуют особых навыков и описаны в инструкции.

Важной особенностью системы является ее сугубо индивидуальный характер для каждого потребителя, который заключается в оптимальном выборе стабильного источника низкопотенциальной энергии, расчете коэффициента преобразования, окупаемости и прочего.

Тепловой насос компактен (его модуль по размерам не превышает обычный холодильник) и практически бесшумен.

При слишком большой разнице между температурой на улице и в доме, тепловой насос теряет эффективность (предел применимости в системах отопления домов за счёт откачки тепла от наружного воздуха — около −15-20°С). Для решения этой проблемы применяются системы откачки тепла из грунта либо грунтовых вод. Для этого в грунте ниже точки промерзания укладываются трубы, в которых циркулирует теплоноситель, либо (в случае обильных грунтовых вод) через оборудование прокачиваются грунтовые воды.

eurostrojka.net

Тепловой насос воздух-вода

Затраты на энергоресурсы с каждым годом растут, но технологии также развиваются и с каждым годом появляются все новые, более эффективные решения в сфере отопления, вентиляции и кондиционирования. Одним из таких решений является использование тепловых насосов воздух-вода для отопления и кондиционирования вашего дома. Использование теплового насоса позволяет экономить газ, вместо которого используется электроэнергия с хорошим коэффициентом энергопотребления.

Принцип работы теплового насоса воздух-вода

Абсолютно все тепловые насосы в своей работе используют цикл Карно, по сути, режим теплового насоса это перевернутый режим работы обычного кондиционера. Кондиционер не создает холод, а всего лишь переносит тепло из помещения на улицу, охлаждая помещение и перегревая наружный воздух. В тепловом насосе улица и помещение поменялись местами, и происходит обратный перенос тепла, помещение нагревается, а улица переохлаждается. 

Все это возможно из-за способности газов кипеть при низком давлении и конденсироваться при высоком при одной и той же температуре. Именно поэтому одним из элементов оборудования для энергосберегающего отопления является компрессор, и именно он потребляет основную часть электричества. Компрессор сжимает газообразный фреон и отправляет его в конденсатор, где фреон обдувается наружным воздухом и при высоком давлении конденсируется, после чего хладагент через регулятор расхода попадает в испаритель, где давление уже значительно ниже за счет дросселирования на регуляторе расхода. Попадая в более низкую температуру, но с низким давлением фреон начинает кипеть, забирая при этом тепло, после чего пары снова попадают в компрессор и цикл повторяется.

Преимущества и особенности использования инверторного теплового насоса воздух-вода

Основным преимуществом является, конечно же, экономия средств за счет разности стоимости энергоносителей, но в случае теплового насоса воздух-вода эта экономия, в нашей климатической зоне имеет несколько ограничений. Производительность теплового насоса зависит от наружной температуры. В европейских странах, в Китае и Японии зимние температуры значительно выше, чем у нас и поэтому у тепловых насосов есть ограничения по низкой температуре.

Но есть еще более жесткое ограничение связанное с физикой, среднегодовой перепад температур в нашей климатической зоне выше Европы и Азии. А в связи с этим для эффективного переноса энергии компрессору требуется создать более высокое давление фреона, но после определенных значений для создания более высокого давления требуется более высокая мощность, из-за чего экономическая целесообразность использования такой системы падает. Специалисты нашей проектно-строительной компании по энергосберегающему отоплению в Украине рекомендуют использовать тепловые насосы воздух-вода до температур наружного воздуха от -3ºС до -7ºС. Именно до этого промежутка тепловой насос еще работает с хорошими показателями энергоэффективности, при более низких температурах использование теплового насоса не эффективно.

Ключевые моменты при проектировании систем отопления дома на основе тепловых насосов воздух-вода

Здесь необходимо понимать и это очень важный момент, что тепловой насос при снижении температуры, конечно же, будет продолжать работать, до достаточно низких температур для Европы, то есть  -20ºС. Но при этом при температурах ниже -3ºС до -7ºС коэффициент эффективности будет значительно падать и тепловой насос будет стремительно превращаться в электрокотел. Проектирование отопления начинается с определения требуемой тепловой мощности, но расчетная тепловая мощность определяется из средней температуры самой холодной пятидневки сезона. А при -3ºС - -7ºС тепловая мощность будет значительно ниже, поэтому мощность теплового насоса необходимо подбирать именно на эти температуры, то есть на неполную загрузку. А котел или другой источник тепла подбирается на полную мощность, таким образом, тепловой насос воздух-вода будет работать до заданной температуры с наилучшими коэффициентами, а когда эффективность будет падать, то будут включаться основной источник тепла. Если учесть, что температуры указанные в нормах проектирования даны практически граничные и часов в году с такой температурой не так много, то зачастую тепловой насос может покрывать до 80% времени отопительного сезона, и в этом случае экономия становится уже довольно значительной.

Температурные режимы теплоносителя теплового насоса воздух-вода

Также стоит отметить, что большинство тепловых насосов в базовой комплектации не могут обеспечить высокую температуру теплоносителя, это связано с той же физикой и ограничениями по давлению. В среднем температура подачи находится в пределах  +45ºС - +60ºС в зависимости от производителя, при этом есть высокотемпературные коэффициент у них ниже, но температура подачи может достигать +80ºС. Поэтому при использовании системы необходимо на этапе проектирования озаботиться правильным подбором внутренних приборов, если для теплых полов и фанкойлов это не имеет значения, так как им и так требуется низкотемпературный теплоноситель, то для радиаторов это имеет значение. В каталогах обычно указывается мощность отопительных приборов при температурном режиме 90-70 либо 80-60, а с уменьшением разности температур снижается интенсивность теплообмена. Это означает, что необходима большая площадь теплообмена, что ведет к переразмериванию отопительных приборов, поэтому тепловой насос воздух-вода наиболее целесообразно использовать вместе с конденсационными котлами, так как они также предусматривают работу на низких температурах теплоносителя.

Что необходимо чтоб купить тепловой насос воздух-вода

Для подбора, а вследствие и определения стоимости оборудования необходимо техническое задание от заказчика, состоящее из архитектурных планировок и пожеланий заказчика. После получения задания наши специалисты в кратчайшие сроки подберут оптимальную температуру, до которой будет эффективно работать тепловой насос, и соответственно определят и подберут его мощность. Помимо продажи тепловых насосов воздух-вода мы также занимаемся проектированием климатических систем и можем выполнить полный проект отопления коттеджа, а затем монтаж и наладочные работы, то есть выполняем все работы «под ключ». На основе всей полученной информации мы подготавливаем коммерческое предложение, как на поставку самого теплового насоса, так и на проектные и монтажные работы.

ovk-group.com