Особенности работы теплового насоса

Винтовые прототипы насосов

Довольные есть ли владельцы тепловых насосов? Обсуждение по этому поводу можно продолжать бесконечно, однако с уверенностью можно сказать, что винтовые типы славятся в первую очередь простотой своей конструкции. Масса у них в большинстве случаев, как и габариты, довольно скромные. В эксплуатации они не привередливы и особого внимания не требуют.

В целом износ элементов у них маленький за счет отсутствия трения у деталей. Использоваться они способны в самых различных областях. Дополнительно их устанавливают как низкотемпературные холодильные установки. Предел давления у винтовых насосов очень большой. При этом сжатие двухфазных средств возможно. Потребление электроэнергии у них составляет 2 кВт. Тепловая мощность агрегата в первую очередь зависит от параметра пускового тока. Блоки управления, как правило, выпускаются с напряжением не более 230 В. Предельная частота при этом находится в районе 50 Гц. Расход в контуре отопления максимум может достигать 1000 литров в час. Остаточный напор винтового насоса в среднем составляет 500 бар. Коэффициент преобразования у многих моделей не превышает 2 СОР.

Плюсы и минусы геотермальных тепловых насосов

Геотермальные системы типа «земля-вода» наиболее стабильны, поскольку извлекают теплоту глубокозалегающих горизонтов грунта.

Температура этих слоев всегда одинакова независимо от времени года и лежит в диапазоне 5—10 °С. В целом преимущества данных установок перед тепловыми насосами других типов выглядят так:

• стабильно высокая эффективность (СОР не менее 4);
• надежность в работе;
• долговечность наружного теплообменника (трубы ПНД и РЕ-Ха при температуре теплоносителя +20 °С могут прослужить до 50 лет);
• при температуре грунтовых вод до 12 °С в летнее время геоколлектор может охлаждать помещения напрямую через теплообменник, без включения теплового насоса;
• кроме нагрева теплоносителя в системе отопления, агрегат способен готовить горячую воду для хозяйственных нужд.

 Теоретический СОР геотермальных систем достигает 7, но на практике подобная эффективность невозможна из-за расхода электричества компрессором и насосом наружного контура, чья задача — перекачивать рассол на большое расстояние либо поднимать его со значительной глубины.

Недостатков теплового насоса «земля-вода» всего 2, но они существенны:

• Устройство подобного отопления обойдется значительно дороже, нежели воздушные или водяные системы (в 4—5 раз).
• Длительность строительно-монтажных и наладочных работ — около 1 месяца.

Для закладки геотермального контура важно тщательно выполнить расчеты и произвести геологические исследования грунта. Вкупе с монтажом подобные работы проводятся специалистами высокой квалификации, имеющими опыт

Частных фирм, способных выполнить качественный монтаж агрегата и наружного контура, насчитывается буквально единицы. Отсюда возникает риск «закопать деньги в землю» без всякой отдачи, воспользовавшись услугами халтурщиков.

Принцип работы теплонасосов

Принцип работы тепловых насосов

Для осуществления работы тепловых насосов требуется энергия из источников окружающей среды – грунта, воздуха, воды.

Составляющие прибора:

• испаритель;
• конденсатор;
• дроссельный клапан, отвечающий за снижение давления;
• компрессор, повышающий давление. Он питается от электрической энергии.

Трубопровод связывает компоненты во взаимосвязанную систему и имеет две части – одна часть отвечает за циркуляцию жидкости, а другая за движение газа. В связи с тем, что хладагент закипает при 40 градусах, он используется с низкотемпературными тепловыми источниками. Точка кипения может меняться из-за изменения давления.

Работа осуществляется по следующему принципу:

1. Жидкость поступает в коллектор (для жидкости используют раствор из спирта или гликолевую смесь). Далее она поглощает тепло и доставляет к насосу.
2. В испарителе осуществляется передача энергии в теплоноситель. После этого происходит закипание жидкости. Она переходит в газообразное состояние. Газ отбирает тепло, которое коллектор поставляет из окружающей среды.
3. Далее газ поступает в компрессор и сжимается. За счет сжатия происходит нагрев и выталкивание его в конденсатор.
4. Затем система отопления нагревается — теплоноситель переходит в жидкое состояние и поступает в коллектор. Процесс повторяется.

Мнение о насосах с поршневыми компрессорами

Как правило, поршневой тепловой насос отзывы владельцев получает положительные из-за довольно высокой мощности. Целесообразнее их устанавливать именно в больших жилых домах, или просто помещениях для обогрева. Коэффициент полезного действия у них в среднем находится в районе 95 %. Из недостатков сразу следует отметить высокое давление, с которым компрессору довольно сложно справиться.

Подача от сети осуществляется независимо. Запуск работы без предварительной накачки у них делать можно, и это преимущество. В целом многие модели являются сильно громоздкими. В связи с этим их установка довольно проблематична. В качестве привода использовать высокоскоростные электродвигатели не получится. Во многом это связано с особенностями шатунного механизма.

Если рассматривать модели компании «Ваилант», то мощность агрегата в среднем составляет 5.7 кВт. Потребление электроэнергии в свою очередь находится в районе 1.5 кВт. Коэффициент преобразования у насосов серии VWL равен 5.2 кВт. Общее напряжение блоков управления находится на уровне 230 Гц. В целом пусковой ток без ограничителя довольно высокий. В итоге объемный расход в контуре отопления может доходить до 1100 литров в час.

Почему тепловой насос

Кроме отопления в холодное время года, насос позволяет в летнее время перейти на процесс кондиционирования воздуха в жилом помещении. Для этого насос переводят в обратный режим работы – функцию охлаждения. Для обеспечения экологической чистоты не только собственного жилья, но и атмосферы всей планеты в целом, применение тепловых насосов в качестве отопления очень оправдано. Кроме того, оборудование может похвастаться длительным сроком работы, экономией средств, безопасностью и созданием комфортных условий в доме.

Все виды энергоносителей с каждым сроком дорожают, поэтому рачительные хозяева готовы установить дорогостоящее оборудование, которое окупится за счет работы без использования искусственного топлива. Приобретение жидкого, газообразного или твердого топлива не требуется для эффективной работы теплового насоса.

В частных домах большой площади применение теплового насоса совместно с резервным способом отопления позволяет окупить вложенные затраты на шестом году эксплуатации. При этом на 1 кВт затраченной электроэнергии выделяется около 6 кВт тепловой. Тепловой насос позволяет получить температуру воды в системе до 70ºС.

В доме с установленным тепловым насосом не придется пользоваться услугами кондиционера, так как в летний период по контуру циркулирует теплоноситель, который охлаждается в земле до температуры 6ºС. По стоимости это дешевле, чем использование отдельных систем охлаждения воздуха. Чтобы сделать работу насоса еще более эффективной, к нему подключают дополнительные ветки обогрева бассейна, а летом используется энергия из солнечных батарей.

Тепловой насос в действии

Под твердой корой и мантией планеты находится раскаленное ядро. Еще долгие годы, на протяжении жизни многих поколений землян, ядро не изменит своей температуры, и будет подогревать наш общий дом изнутри. В зависимости от климатических условий на глубине уже около 50– 60 м температура земли находится в пределах 10–14ºС. Даже в вечной мерзлоте пользование тепловым насосом возможно, только глубину заложения труб придется увеличить.

Как это работает

Оборудование предназначается для сбора низкой температуры окружающей среды на глубине, преобразования ее в высокотемпературную энергию и переноса в систему отопления дома. Планета постоянно выделяет тепло, которое используется для обогрева жилища. Тепло получают из окружающего воздуха и воды, которые аккумулируют солнечную энергию.

По сути, тепловой насос представляет собой агрегат, напоминающий работу холодильного оборудования. Только у холодильника испаритель расположен так, что сбрасывает ненужное тепло, а у теплового насоса он находится в постоянном контакте с источником природного тепла:

• с применением вертикальных или косых скважин взаимодействует с массивом земли, расположенным ниже точки замерзания;
• применение труб на глубине теплых озерах и реках позволяет собрать энергию незамерзающих водяных потоков;
• специальные приспособления собирают температуру теплого воздуха снаружи жилища.

Движение топливного носителя по системе организуется при помощи компрессора. Для повышения температуры, собранной на глубине земли применяется система зауженных воронок. Проходя по ним под давлением, носитель сжимается и увеличивает температуру. Конденсатор, установленный в системе отдает энергию для нагревания жидкости в отопительной системе, которая в итоге поступает в радиаторы внутреннего контура отопления дома.

Для использования теплового насоса круглый год система снабжается двумя теплообменниками. Испаритель одного сбрасывает охлаждающую энергию, а второй работает поставщиком тепла для нагрева помещения. Источником для сбора тепла являются недра земли, дно незамерзающих водоемов или воздушные массы, у которого трубы большой протяженности заимствуют низкотемпературную энергию.

Конструктивная схема насоса частного дома

• система труб наружного, иногда удаленного сбора, в которых постоянно движется носитель тепла;
• рабочая система коллектора, включающая в себя компрессор, трубы, теплообменники, клапаны и воронки различного действия;
• внутренняя отопительная система дома с трубами и радиаторами или система воздушного охлаждения.

Эксплуатационный срок, в течение которого не будут происходить поломки топливного оборудования, производители и монтажники насосов называют в 20 лет. Но такое утверждение маловероятно, так как законы физики никто не отменял, а постоянно трущиеся и двигающиеся части выйдут из строя раньше. Оптимальным сроком работы без ремонта и замены деталей можно обозначить цифру в 10 лет.

Новые аксиально-поршневые модификации

Данные тепловые насосы отзывы пользователей имеют не слишком хорошие, но мощность у устройств заявлена большая. Конструкции в целом очень сложные и в обслуживании насосы этого типа проблематичны. Непосредственно ротор агрегата соединяется с цилиндрами. Также аксиально-поршневые тепловые насосы отзывы пользователей имеют отрицательные из-за высокой силы трения.

При этом все карданы в корпусе крепятся на шайбах. В некоторых случаях они не способны долго продержаться. В итоге может пострадать электродвигатель устройства. Тяга аксиально-поршневых компрессоров зависит от типа установленных шарниров. Некоторые производители в этом плане не радуют.

Стоит ли выбирать насосы с турбокомпрессорами

Данный тип рассчитан на экстремально низкие температуры. Чаще всего модели можно встретить в северных странах. Ресурс работы у насосов является повышенным. Компания «Дайкин» в этом плане весьма преуспела. Подогрев компрессоров у устройств имеется. Также владельцы отмечают прочные поддоны. Для наилучшей эксплуатации агрегата устанавливается система холодной плазмы. Представляет она собой набор активных фильтров, которые способны очистить воздух от любых загрязнений.

Хладагент во многих моделях «Дайкин» используется серии «410А». Как отмечают специалисты, он абсолютно безвреден для здоровья человека. Режим «Контроль» способен порадовать владельца стабильной работой на низкой частоте. В результате можно добиться значительного сокращения потребления электричества. По громкости насосы данного типа не выделяются из вышеуказанных приборов. На расстоянии в 10 метров они в среднем выдают 55 дБ.

Напряжение внутреннего блока способно достигать максимум 230 В. Средняя тепловая мощность агрегата данного типа составляет 3 кВт. Таким образом, коэффициент преобразования у модели может дойти до 3 СОР. В итоге можно сказать, что вышеуказанная модификация для утепления дома подходит хорошо и наверняка многими понравится.

Преимущества теплового насоса

• Экономия.Высокий уровень КПД (в среднем он 500%) позволяет экономить на топливе и электроэнергии. При фактической затрате в 5 кВт, тепловой насос тратит всего 1кВт.
• Забота об окружающей среде. Устройство даёт возможность при помощи экологически чистого метода отопить помещение. Этим проявляется забота не только к природе, но и к самим людям, находящимся внутри дома. Ресурсы, которые использует человек в современном мире для отопления и кондиционирования не возобновляются, именно по этой причине установка теплового насоса важна для будущего поколения.
• Безопасность в использовании.Отсутствуют такие опасные моменты как: открытое пламя, выхлопы, запах солярки и многое другое. Полностью исключена утечка газа или разлив мазута. Не нужно пожароопасных хранилищ для топлива: уголь, дрова, солярка.
• Комфорт.

Работа производится в бесшумном состоянии. Присутствует контроль климата благодаря погодозависимой и мультизональной автоматике, создаёт уютную атмосферу во всех комнатах дома.

Ещё одним типом отопления, считающимся наименее безопасным, является воздушное: 

Тепловые насосы типа вода-вода

Данная версия отопительного агрегата приобретается людьми с определенным уровнем достатка, умеющих оценивать риски и взвешивать все за и против.

Отсюда грамотные и корректные отзывы о тепловых насосах «»:

Игорь, г. Кременчуг, Украина. Приобрели кирпичное здание площадью 290 м2 с целью разместить на 1 этаже небольшое производство, на 2-м – офисные помещения. Рядом газопровод, но – высокого давления, для подключения нужно ГРП построить плюс соорудить котельную. Все вместе превысило 40 тыс. у. е., поэтому обратили взор на тепловые насосы. Благо, обнаружился ресурс в виде грунтовых вод, залегающих неглубоко. Пробурили 2 скважины – заборную и сливную на расстоянии 20 м, глубина – 11 м. В одну поставили харьковский насос погружного типа (мощность 350 Вт), подключили ПНД трубами диаметром 32 мм. Тепловой агрегат – плод стараний украинских умельцев, собранный из импортных узлов. В здании залили теплые полы, запустили систему. На настройку ушло 2 дня, зато получили воду температурой 40°. После замеров выяснили, что СОР равен 3.6—4, отличный показатель.
Владимир, г. Курск, Россия. Как пользователь теплового насоса с 2-летним стажем, развею парочку мифов об альтернативной энергетике. Имеющиеся средства вложил в тепловой насос с наружным контуром, погруженным в водоем. По трубам рассол незамерзающий циркулирует. Взял оборудование фирмы Weswen, потому что у соседа такое же. Результат: при —25° на улице в доме температура +24°, меня вполне устраивает. При более крепких морозах становится прохладнее, но меньше 20° не бывало. Разговоры о потерях тепла по пути в дома – это миф. У меня в траншее трубы проходят, а у соседа прямо по улице. Хорошее утепление – и никаких потерь.
Геннадий, Киевская обл., Украина. Поделюсь интересным опытом. Владею торгово-офисным центром, рядом планирую строительство собственного дома. На территории пришлось построить канализационную станцию, она и 3 близлежащих дома обслуживает (на 20 квартир каждый). Производительность станции – до 30 м3/сут., представьте, сколько тепла мимо кассы. Для пробы погрузили в одну емкость контур, купили недорогой ТН «вода-вода» и подключили к фанкойлам в офисном центре. Результат – треть здания обогревается. По возможности буду докупать еще оборудование и уходить от газа, тарифы у нас драконовские.
Виктор, Латвия.

Поставил ТН в свой дом 200 м2, работает на подземных водах. Из одного колодца берет воду, в другой сбрасывает. Цель была – уйти от электроотопления, чтобы меньше платить за электроэнергию. Не скажу, что потребление резко снизилось, по итогу общий расход электричества упал процентов на 30%. Наверное, играет роль наш холодный климат. Но есть и плюсы: теперь не нужно за отоплением следить, все действует на автоматике, да и летом комнаты охлаждает. В целом системе ставлю твердую 4.

Кирилл, г. Витебск, республика Беларусь. Поскольку мне на дом выделили электрической мощности 3.5 кВт, а газа поблизости не намечается, то оставалось только дровами топить

Знакомый посоветовал обратить внимание на речку и новые технологии отопления. Опуская подробности, скажу: ТН «вода-вода» мощностью 6.4 кВт на мой дом 100 м2 вполне хватает

Дом хорошо утеплен пенопластом, полы – 150 мм, стены – 100 мм, кровля – 200 мм. Сделали добавочный контур и опустили в трехкамерный септик, теперь за счет этого нагревается вода на ГВС (бойлер 200 л). В запасе стоит пеллетный котел, но пока пылится без дела.

Тепловые насосы «вода-вода» — оборудование специфичное и применяется не так часто, как прочие виды геотермальных систем. По эффективности они не уступают грунтовым контурам при условии, что есть достаточное количество воды в источнике (иначе – дебет скважины).

Как не пустить деньги на ветер

Если обратить внимание на такие разные отзывы владельцев, можно сделать вывод: геотермальное отопление нужно выбирать правильно. В противном случае можно и деньги потратить и всё равно топиться газом или электричеством

1. Нужно обратить внимание до установки теплового насоса — температурный режим региона, в котором он будет установлен. В США такой вид отопления имеет только положительные стороны, так как климат там тёплый и нет резких перепадов температуры. Для России всё не так, если большую часть года зима, будьте готовы подключать дополнительное отопление к тепловому насосу, так как природного тепла может просто не хватить.
2. Подготовьте несколько соток свободной земли, которую нельзя будет застраивать и засаживать деревьями, если такой роскоши нет, устанавливать геотермальное отопление будет не выгодно, а в некоторых случаях даже невозможно.

Если же имеется много свободного места и климат позволяет установить такую большую систему, тепловой насос не разочарует вас.

Тепловые насосы воздух-воздух и воздух-вода

Отопительные установки типа «воздух-воздух» и «» начали пользоваться спросом благодаря наиболее доступной цене среди техники подобного рода.

Домовладельцы, купившие воздушные тепловые насосы от известных брендов, отзываются о них положительно, хотя случаются и отрицательные отклики:

Сергей, г. Красноярск Российской Федерации. Недавно закончил строительство дома 150 м2 площади в 2 этажа (таунхаус), система отопления – теплые полы. Проектом предусмотрен электрообогрев, возиться с углем либо пеллетами нет желания, а газ не подведен

Сначала думал поставить конвекторы, но потом обратил внимание на тепловые насосы. Грунтовый – неинтересно, а вот идея с воздушным ТН мне понравилась, стал заглядываться на «Зубаданы» (Mitsubishi Zubadan)

Но после скачка доллара пришлось купить нечто попроще — DanHeat AVH-24V1DR. Работает отлично, в доме +24°, ТН успевает нагревать бак с водой на 500 л до 40°, электрокотел стоит в резерве (настроен на +35°). Общие затраты электроэнергии – от 25 до 30 кВт в сутки, внутри еще идут отделочные работы. Сосед наматывает электрокотлом не меньше 80 кВт/сут. Правда, температура на улице еще не опускалась ниже нуля, зима покажет настоящий расход.
Игорь, г. Краснодар, Россия. Двухэтажный дом 9 х 9 м, высота потолков 2.6 м, отапливаемая площадь около 150 м2. 2 года обогревались электричеством – тепловентиляторами и конвекторами. В самый холодный месяц расходовали до 2800 кВт электроэнергии, в среднем за час это выходило 3.88 кВт/ч. Рассмотрели все варианты водяного отопления, но в результате решили отказаться от него и остановиться на тепловых насосах. Геотермальные системы на наш дом стоят больше 20000 у. е., потому купили и поставили тепловой насос «воздух-воздух» серии Nordic от General-Fujitsu. Затраты на электричество снизились в 1.5 раза – в среднем до 2.7 кВт/ч. Причем в самые холодные дни при —27° на дворе температура на 2 этаже не падала ниже 18°. Считаю, зимнее испытание теплового насоса прошло успешно.
Матвей, Подмосковье. Могу рассказать о своем тепловом насосе, который обогревает мой небольшой дом уже 5 лет. Общая площадь – 100 м2, отличное утепление, хватает мощности насоса «воздух-вода» 6 кВт. Работает с низкотемпературным отоплением – теплыми полами, потребляет 1.2 кВт/ч максимум. Вдобавок ночью нагревается вода в бойлере, когда дешевый тариф действует. Температура пола даже в лютый мороз — 26°, так что в комнатах тепло. Других вариантов отопления не было, электрики мне выделили всего 3.5 кВт, а за подключение к ближайшему газопроводу просили 1 млн руб. Получается, по сравнению с газом мой тепловой насос уже окупился, по тем ценам я отдал за него 350 тыс. руб. Кстати, многие в Подмосковье поступили так же и довольны.
Алексей, г. Киев, Украина. Знакомый недавно уже второй ТН поставил шведской фирмы Nibe. У него 2 дома, на первом лет 10 назад делал грунтовый контур, весь участок перекопал. Теперь взял воздушный для второго дома, доволен. Покупает оборудование в Германии, везет его сюда хитрым способом и не переплачивает по здешним ценам. Геотермальным насосом топит дом из оцилиндровки, без утепления, площадь – порядка 270 м2. «Воздух-воздух» купил для дома из пеноблоков с утеплением «мокрый фасад», там площади 140 квадратов всего.
Валентин, г. Волгоград, Россия. Хотел бы поделиться негативным опытом покупки и установки теплового насоса «воздух-вода» российского производства. Менеджеры уверяли, что собирают аппарат из импортных комплектующих (не китайских!), все монтируют, налаживают и дают год гарантии (ерунда, конечно). На дом 200 м2 был приобретен ТН 16 кВт, после чего монтаж выполняла фирма – партнер. На тот момент теплые полы были сделаны только в 2 помещениях, так что полноценно проверить работу оборудования не удалось. Когда закончили теплые полы и подключили к ТН, выяснилось, что его хватает на обогрев 2 комнат площадью 30 м. кв. К этому моменту фирма – поставщик исчезла, а все приглашенные мной специалисты разводят руками и не могут разобраться в причине. Остался с этой чудо-техникой у разбитого корыта: в доме оборудование на полмиллиона рублей, а тепло в 2 помещениях.

Примечание. Текст реальных отзывов сокращен, но смысл и выраженная в цифрах информация осталась без изменений.

Эксплуатация

Тепловые насосы, черпающие энергию грунта — высокотехнологичные и надежные установки, не нуждающиеся в постоянном присмотре. Домовладельцу достаточно выполнять такие требования:

• вызывать специалистов сервисной службы для проверки с периодичностью, указанной в руководстве по эксплуатации;
• проводить осмотр фреоновых магистралей с целью обнаружения утечек, о чем свидетельствуют масляные пятна на трубках и узлах;
• периодически (1 раз в месяц) проверять видимые стыки геоконтура, распределительную гребенку;
• прислушиваться к работе компрессора и перекачивающих агрегатов, они не должны издавать посторонних шумов.

Профилактические мероприятия могут отличаться для изделий от разных производителей, их точный перечень и описание даны в инструкции по эксплуатации.

1 Область применения тепловых насосов

style=»display:block»
data-ad-client=»ca-pub-9337857885889635″
data-ad-slot=»9967522739″
data-ad-format=»auto»>

Тепловые насосы помимо вышеуказанных достоинств имеют универсальный характер, так как могут быть установлены на дачи, в частном секторе, а так же квартире, и для обслуживания зданий промышленного значения.

Геотермальные тепловые насосы отопления, имеют возможность не только отапливать помещение, но и кондиционировать его в тепловое время года.

Конструктивно тепловые насосы представлены различными типами систем, главная задача которых извлечь тепловую энергию из естественной среды, которые окружают практически любое помещение: воздуха, воды либо грунта. Именно эти все факторы делают такие насосы доступными, практически для любой локации, помещения и его размеров.

Принцип работы теплового насоса

Кроме этого тепловые насосы для дачи требует затрат электроэнергии на 80 % меньше чем все остальные источники отопления. Это означает, что цены на тепловые насосы для отопления, окупит себя за несколько сезонов, а устройство дальше, лишь будет средством для добычи автономной тепловой энергии, и с легкостью сэкономит ваши деньги.

Более того, такие насосы работают автономно, и установив его единожды, вы будете иметь необходимую температуру в помещении (тепло – зимой, прохладу – жарким летом), без вмешательства в систему.

Следует отметить, что глубинные тепловые насосы не только имеют отличный показатель экологичности, но и полностью безопасны для человека.

Принцип работы геотермальной установки заключается в следующем: теплоноситель проходит по внешнему теплопроводу, таким образом прогреваясь до определенной температуры. Далее попадая в теплообменник (испаритель), теплоноситель выполняет функцию прогрева внутренних элементов системы.

Под действием специального хладагента, и с помощью компрессора (за счет низкого давления), образовывается газообразный носитель. Проходя через второй теплообменник (конденсатор), где теплоноситель непосредственно взаимодействует с горячим газом. Таким образом хладагент поступает назад в цикл, а теплоноситель, уже достигнувши нужной температуры поступает дальше в элементы системы отопления.

Можно увидеть, что тепловые воздушные насосы для отопления, работают по такому же принципу что и привычный для нас холодильник. В тоже время, с помощью другой конструкции приспособления, отнятое тепло не выбрасывается, а поступает в систему.

Сама по себе система теплового насоса представлена непосредственно устройством, а так же системой для отбора тепловой энергии с грунта и  элементов системы отопления (трубопроводы, радиаторы).

Особенности устройства земляных геоконтуров

Горизонты грунта, имеющие постоянную положительную температуру, начинаются на 20—30 см ниже глубины промерзания почвы. Существует 3 вида подземных теплообменников, используемых для совместной работы с тепловыми насосами:

• вертикальные зонды;
• плоскостные коллекторы из труб;
• энергетические сваи.

Вертикальный зонд — это оголовок с подключенными трубами, погружаемый в скважину глубиной 18 м и более. Точное число скважин и зондов, их глубина и диаметр трубопроводов определяется расчетом после проведения геологических исследований.

Трубы от скважин сходятся в колодце с коллектором, от которого идут 2 утепленные магистрали к тепловому насосу — подающая и обратная. Диаметры магистралей могут достигать 160 мм.

Плоскостные геоконтуры — это полимерные трубы, уложенные на дне котлована и напоминающие структурой теплые полы. Глубина котлована — ниже границы замерзания, размеры и шаг укладки также определяется расчетом.

Энергетические сваи — это те же зонды, окруженные арматурным каркасом и залитые специальным бетоном, хорошо проводящим тепло.

На отопление небольшого утепленного коттеджа площадью 100 м2 потребуется 7.5 кВт/ч тепловой энергии. По данным ведущего производителя отопительной техники Vaillant, примерная длина вертикальных зондов в грунте составит 110 м, а под устройство плоскостного контура понадобится 250 м2 площади участка.

Для монтажа подземных теплообменников различных типов используются трубы из сшитого полиэтилена марки РЕ-Ха и полиэтилена низкого давления (ПНД) марки РЕ-100, чьи данные указаны в таблице:

 Чтобы предупредить воздействие плоскостного теплообменника на растительность, его рекомендуется максимально углубить (до 3—3.5 м), а участок подобрать открытый, где солнце станет пополнять запас тепла, нагревая почву.

Владельцы воздушных тепловых насосов из СНГ

Алина Шувалова, Днепр (Днепропетровск), Украина

Отказались от централизованного отопления и поставили тепловой насос воздух-воздух в квартире (инициатива мужа). Экономия существенная, за счет того, что везде стоят металлопластиковые окна, дом утеплен, а со всех сторон квартиры с отоплением.

Получилось так, что мы только немного подогреваем квартиру, причем сами можем регулировать температуру. Когда мы на работе, а ребенок в школе – насос отключен, стоит на таймере и включается, когда сын приходит домой (за это время квартира не успевает остыть).

Кашевич Алексей, Беларусь

Купил себе в дом тепловой насос воздух-воздух (до этого топили печкой). Поначалу все шло как по маслу, а когда наступили холода, стали постоянно вылетать пробки. Я не придавал этому значения, а когда начало выбивать постоянно, вызвал электрика.

Как оказалось, в холод он потребляет слишком много электроэнергии, а наша сеть на это не рассчитана. Был выбор – либо возвращаться к печному отоплению, либо сидеть в холоде. В общем, сезон выдался не особенно комфортным, что дальше делать – еще не решил. Прокладывать и подключать более мощный кабель слишком дорого.

Мой совет – перед тем как покупать воздушный тепловой насос убедитесь, что мощности вашей электросети хватит, чтобы он нормально работал. Моих 5 кВт ему не хватило.

Платон Ф. Украина, Днепропетровская обл.

Строил дом долго, думал отапливаться газовым котлом, но кризис сильно подкосил и пришлось выбирать более экономный способ (только за подключение к газу хотели почти 20 тысяч долларов). Перебрал варианты и остановился на тепловом насосе воздух-воздух.

Поначалу думал, что это тот же кондиционер, но помощнее, но ошибся. Знакомые отапливают дом сплит-системами, а я тепловым насосом. В конце зимы посчитали затраты – у меня на обогрев тепловой насос съел на 50% меньше, чем их кондиционеры.

Кстати, когда были сильные морозы, то тепловой насос работал, а кондиционеры почти не грели и им приходилось включать конвекторы.

Влад, Литва

Поставил дорогой Зубадан на дом площадью 250 метров. Не могу нарадоваться – думаю, года за 3-4 окупится. Раньше топил котлом на угле из-за которого было много проблем. Его нужно разгрузить, периодически досыпать, потом весь черный в пыли.

С тепловым насосом все проще – поставил температурный режим, если нужно – таймер – никаких неудобств. Единственное – осенью и весной надо делать профилактику и вызывать мастера. Но это неизбежные расходы.

Наружный блок теплового насоса воздух-воздух Mitsubishi Zubadan.

Факторы, влияющие на стоимость теплового насоса

• для определения мощности насоса учитывают площадь предполагаемого отопления и количество подключенных дополнительных контуров (бассейн, горячее водоснабжение);
• играет роль тип насоса по способу забора тепла, следует ли бурить скважины;
• во избежание потерь тепла при эксплуатации важно утеплить наружные стены, крышу и пол частного дома, это позволит сделать работу экономичной и обогреть больше площади;
• в стоимость насоса включаются затраты на бурение скважин, земляные работы;
• на цену влияет протяженность труб и количество последовательно подключенных генераторов.

Затраты на установку почвенного коллектора ниже по сравнению с устройством глубинного варианта почти вдвое и приближается к сумме в 150 тыс. рублей, стоимость же самой конструкции насоса приблизительно одинакова и составит 430 тыс. рублей. Эта цена указана для стандартного частного дома с предполагаемой отопительной площадью около 120 м2.

Самым малостоящим по сравнению с другими типами насосов можно считать оборудование по сбору тепловой энергии из воздушных масс. И стоимость конструктивных частей и цена монтажа существенно ниже.

Самые глубокие скважины и применение мощного оборудования в зонах с большой глубиной линии замерзания может увеличить стоимость оборудования до 700 тыс.рублей, а монтаж при этом потребует затрат до 400 тыс.рублей.

Отзыв: Желание установить геотермальный тепловой насос возникло после того, как прикинули стоимость всех пусконаладочных работ по устройству газового отопления. Начало мучений положило то, что газопровод около нашего дома оказался с высоким давлением в системе и требовал установки еще две точки понижения напора. Это и финансовые проблемы и бумажно-оформительские. Кроме того, следовало пристроить генераторный узел, а перед этим согласовать чертежи и планы. Все это влетело бы в такую копеечку, что просто в голове не укладывалось.

После тщательных копаний в интернете и расчетов стало понятно, что использование теплового оборудования в виде насоса позволит получить приличный коэффициент полезного действия и еще сэкономить средства при пользовании, та как не придется платить еще и за газ.

Проложили поверхностный коллектор, плохо только то, что на этом месте ни сажать, ни строить больше ничего нельзя, так как специалисты предупредили, что земля должна отдавать температуру только отопительной системе и ничему больше. Пережили зиму, мы живем в теплом Краснодаре, зимы у нас не слишком суровые, вода в системе была около 60ºС, в доме было тепло. Дом у нас 160 м2.

Владимир Петрович

Отзыв: У нас отопление происходит воздушным насосом. Для оборудования пришлось строить основание рядом с домом, так как площадь дома у нас 155 м2, да и хочется постоянно горячую воду. Особых нареканий нет никаких на работу теплового воздушного насоса, даже зимой он откуда-то извлекает тепло. Дом отапливается нормально, живем мы в середине России по климатическому поясу.

Иван

Отзыв: Мы установили тепловой насос более года. Климат у нас не теплый, можно сказать, суровый. В самую зиму пришлось протапливать дополнительно котел на солярке для поддержания тепла. Специалисты твердили, что температура будет в системе около 65ºС, но по факту все было намного хуже, поднялась только до 55ºС. Не очень мы довольны таким оборудованием, скважину копали глубокую (60 м), а теперь не совсем тепло. Хотя, если говорить об экономии электричества, то существенно меньше уходит.

Валентин Венедиктович, Нижневартовск

Разновидности аккумуляторов природного тепла

Земельная энергия

Земные массивы в глубине планеты служат для бесплатного получения низкотемпературной энергии. Есть области ниже линии промерзания, в которых на протяжении года держатся стабильные показатели плюсовой температуры. Для сбора тепла применяют два распространенных способа:

• прокладка горизонтальных трубопроводов большой протяженности на мелком заглублении (более 1м) и расстоянием между ветками около метра;
• бурение вертикальных и наклонных скважин глубиной от 40 до 250 м для поднятия теплой воды, обработки ее и последующим сбросом в водоем.

Водное тепло

Для такого способа подходят теплые озера и реки с наличием течения и незамерзающего слоя воды. Иногда высокое поднятие грунтовых вод тоже используется для забора тепла насосом. На дно водоема прокладывают трубы, придавливают их грузом и используют открытый способ сбора энергии. Он подразумевает, что в одну скважину по ходу тока воды поднимается жидкость, а после обработки сбрасывается по второй скважине. Для варианта использования грунтовых вод велик риск, что высота поднятия может поменяться в зависимости от сезона или сдвигов в земной коре.

Использование воздушных масс

Такой принцип забора тепла является самым доступным и дешевым. Устанавливается теплообменник, который представляет собой скопление ребер, таким образом, увеличивая контактную площадь. Для усиления сбора энергии ставят вентиляторы обдува. Очень эффективно применение такого источника для подогрева воды в бассейне или повышения температуры воды хозяйственных и бытовых нужд. Для этого расходуется мало электричества, и такая система является экономически обоснованной.

Легкие системы небольшой мощности располагают на крыше или стене дома, для более мощных требуется самостоятельный фундамент. В установках работа происходит за счет инверторного преобразования переменного тока. Если достигнута нужная температура жидкости, то снижается мощность, что позволяет экономить средства и продлить срок службы насоса.

Тепловые насосы типа грунт-вода

Тепловые насосы типа «» — наиболее надежные поставщики тепловой энергии в любой климатической зоне, кроме вечной мерзлоты.

Отзывы о них соответствующие:

Александр, г. Тольятти Российской Федерации.

Свой дом 300 м2 в прошлый год отапливал дровами и углем, твердотопливный котел Buderus. Наплясался вокруг него с бубном, в результате на данный момент стоит как резервный. Сейчас основное отопление – ТН с грунтовым контуром длиной 800 м, закопан на глубину 3.5 м. Реальные затраты на электричество в среднем 30 р./м2 за месяц. Считали, что электрокотлом вышло бы 85 р./м2. Удобства: не просит дров, температуру в доме держит (фанкойлы стоят), есть ГВС. Общие затраты составили 1 млн 70 тыс. руб., расчетная окупаемость – лет 8. Когда окупится на самом деле – неизвестно, но впечатления строго положительные.

Леонид, г. Москва.

Проживаю круглогодично в загородном коттедже 230 м2, семья из 4 человек. Отапливаем геотермальным насосом с конца августа по середину мая, горячая вода – круглый год. Общая длина грунтовых зондов – 240 м, температура в комнатах +23.5° (теплые полы). За год набегает по счетчику около 17000 кВт, это без расхода электричества на всю технику. Считаю, многовато. Надо задействовать ночной тариф, буду заниматься.

Виктор, г. Санкт-Петербург.

Я владелец хорошо утепленного дома 180 м2, обогреваемым тепловым насосом «грунт-вода» мощностью 7.5 кВт. Агрегат немецкий, Viessmann Vitocal200G со встроенными ТЭНами. Вентиляция всех помещений – принудительная с рекуперацией тепла. Температура в гостиной до 24°, в спальнях — 22°. Единственное, что при сильных морозах не хватало тепла на подогрев воды ГВС, а температура ниже 21° не опускалась. Теплоизоляционные параметры здания: стены газобетон 400 мм + 120 мм пенопласт (плотность 25 кг/м3), полы – 200 мм пенопласт, кровля – 300 мм минваты. За год по счетчику израсходовали 24000 кВт электричества.

Сергей, Ростовская обл., Россия. Небольшой загородный коттедж 115 м2 решили обогревать грунтовым тепловым насосом, потому что подключиться к газовой трубе выйдет еще дороже. Контур около 500 м уложили за 2 недели, оборудование быстро поставили, а вот настраивали его еще дней 15. В доме уже были сделаны теплые полы, так что проблем не возникло. Спустя год эксплуатации могу сказать в трех словах: комфортно, тепло, недорого. О сроке окупаемости стараюсь не думать. Да, и трава с кустарниками во дворе растет как обычно, без изменений.
Игорь, г. Самара, Россия. 5 лет назад, когда строил дом из газобетона, сразу задумался об отоплении. Есть проблема с газом и электричеством, а дрова уже не для меня, заслуженного пенсионера. Сын вовремя предложил вариант с тепловым насосом, берущим тепло от земли. Во время строительства закопали в котлован петлю из полиэтиленовой трубы 40 мм на глубине 2.5 м. Когда дом был готов, купили сам ТН, подключили трубы и на этом все. Насос 7.5 кВт не только обогревает площадь 100 м2, но и горячую воду готовит в бойлере 100 л. Электричество мне отпускают по дневному и ночному тарифу, так что с расходами на отопление справляюсь.

Установить геотермальную систему в своем доме может не каждый, препятствие – величина первоначальных затрат.

 Надежнее всего – горизонтальный контур, его предпочитает большая часть домовладельцев, оставивших сообщения на форумах.

И снова тепловой насос позитивные впечатления

Едем далее.

Скважины пробурили 2 шт глубиной около 11 м каждая, на расстоянии 20м одна от другой. В одну Харьковский погружной насос мощностью 1,1 кВт ( впоследствии заменил на 0,35 кВт и то много, просто меньше уже нет)

Во вторую — трубу от выхода первичного контура (полиэтилен технический 32 мм практически до дна скважины ( важно !!! так как при таком погружении создается сифонныйэффект, что дает возможность применить насос минимальной мощности, а это деньги).

Подключили к тепловому насосу контуры отопления и…поехали!… точнее приехали. Компрессор проработал минут 20 и аварийно отключился по высокому давлению. Не буду описывать как пришлось вникать в премудрости холодильного дела и устранять все косяки так называемого производителя, скажу только, что ребята напороли таких боков, как будто собирали не холодильщики, а … ну в общем неважно. К теме полезности тепловых насосов это не имеет отношения, тем более я сознательно шел именно к такому варианту дабы набить шишек (ну и собсно набил не совсем правда понимаю на кой они мне нужны…).

В общем через кошмарных двое суток запустил и было мне счастье.

Выглядит сие чудо после переделки таким образом:

Корпус ТН, шкаф управления и все навесное делал уже сам, так как в первозданном виде на него без слез не глянешь.А это учет и фильтр воды на входе в первичный контур ( важно!!! механический фильтр с фильтрацией частиц размером до 5 мкм ставить обязательно, так как теплообменники пластинчатые неразборные, те более что затраты на него мизерные и здесь экономить не нужно).

Это панель индикации где вы видите температуру воды из скважины 1 и в скважину 2, а также подачи и обратки контура отопления.

Температуру еще не набрал, так как стоял выключенный и я включил на 5 минут чтобы сфотографировать.

Куча дополнительного оборудования которое вы видите (счетчики и прочее) была установлена только с целью снятия показаний в различных режимах для всестороннего изучения вопроса, поскольку мальчик я любознательный, и в обычных условиях ставить его не нужно.

На сегодня все. Об испытаниях, выводах и рекомендациях завтра.

Сообщение отредактировал ingener40: 10 April 2012 — 00:30

www.chipmaker.ru

Выводы независимых экспертов

Специалисты по холодильным машинам, посещающие темы форумов с обсуждением различных тепловых насосов, высказывают свои мнения, суть которых сводится к следующему:

• воздушные отопительные установки хорошо работают в южных регионах, с меньшей экономичностью – в средней полосе с умеренным климатом;
• воздушным тепловым насосам не помешает подстраховка в виде другого источника тепла на случай сильных морозов;
• не существует статистики, гласящей о реальной производительности ТН, даже в двух соседних домах одинаковые агрегаты могут работать по-разному;
• при подборе и монтаже тепловой установки многое зависит от качества выполненных расчетов и производимых работ;
• реальная окупаемость тепловых насосов может сильно отличаться в ту или иную сторону от расчетной и в лучшем случае составляет 6—8 лет.

Справедливости ради стоит привести мнения нескольких экспертов в данной области:

Михаил, г. Запорожье, Украина. Не пытаюсь никого отговаривать либо вставлять палки в колеса, но в нынешних условиях окупаемость бюджетного проекта может достигать 10—12 лет, при удачном стечении обстоятельств – 8 лет. И это без учета постоянного удорожания электроэнергии.
Виталий, г. Орел, Россия. На данный момент существуют единицы сервисных организаций, умеющих квалифицированно рассчитать параметры геотермальной системы и внедрить проект в жизнь по всем правилам. Без этого тепловой насос не сможет функционировать максимально эффективно. А большая часть продавцов и монтажников просто не разбирается в той теме, которую пытается навязать пользователю.
Дмитрий, г. Сочи, Россия. Недобросовестные китайские и российские производители вместе с фирмами – продавцами снижают репутацию тепловых насосов в нашей стране. Этому способствует низкое качество продуктов и безответственное ведение монтажных работ. В действительности геотермальные системы — это лучшая отопительная техника из всего, что придумал человек на сегодняшний день.

Невзирая на все проблемы, особенно финансовые, тепловые насосы различных типов продолжают медленно, но уверенно завоевывать популярность. Об этом свидетельствуют многочисленные отзывы домовладельцев, пользующихся установками таких брендов:

• Mitsubishi Electric (линейка Zubadan);
• Daikin (модельный ряд Altherma);
• Viessmann (линейка Vitocal);
• Vaillant;
• Stiebel Eltron;
• NIBE;
• OCHSNER.

Из бюджетных брендов стоит отметить фирму DanHeat и китайско-американские агрегаты Mammoth. Учитывая, что углеводородное топливо, а вслед за ним и электричество продолжают расти в цене, наступит момент, когда тепловые насосы сравняются по стоимости с другими видами отопления, превосходя их по эффективности втрое.

Топливные пеллеты из отходов — энергоноситель будущего

Чем выгодна система автоматизации отопления в частном доме?

Тепло солнца в вашем доме — солнечные коллекторы для нагрева воды

← Тепловой насос типа «воздух-воздух» — принцип работы и особенности эксплуатации
→