Теплонасос для частного дома

Цена на покупку и установку тепловых насосов для отопления частного дома

Из года в год перед покупкой оборудования для отопления своего дома у потребителей возникает законный вопрос об экономии средств на процессе обогрева. Этот момент волнует многих из-за постоянного роста цен на все известные виды топлива.

Несколько десятков лет тому назад учеными был предложен альтернативный вариант – добывать энергию из окружающего пространства. Эта система получила название тепловых насосов отопления и эффективно используется в европейских странах и Японии.

Задачи, решаемые установкой теплового насоса

Оборудование позволяет производить отопление дома и поддерживать постоянную температуру в холодное время года. В летний период такая система поможет избежать жары в помещении, так как многие насосы оснащены обратной функцией охлаждения.

Каждый хозяин вправе выбрать для себя единственно приемлемый для него вид отопления дома и подогрева воды.

Но основными аспектами применения тепловых агрегатов, которые определяют спрос, являются: экологическая чистота, безопасность эксплуатации, комфортные условия, экономичность, долгий срок работы, приемлемый дизайн.

Ежегодное подорожание энергоносителей приводит к тому, что потребители отдают предпочтение установке дорогостоящего оборудования для отопления дома, которое не требует в дальнейшем затрат на приобретение газа, твердого или жидкого топлива. Тепловым насосам не нужно серьезное периодическое обслуживание и они работают более продолжительный срок.

В некоторых домах свыше 150 м2 применяют геотермальные способы отопления вместе с резервным котлом отопления. Такая комбинация позволяет окупить вложенные средства после 5 лет пользования. Тепло земли с низкой потенциальностью насос преобразовывает в постоянный теплоноситель с температурой не ниже 75ºС. При этом потраченный киловатт электрической энергии способствует выделению около 6 киловатт тепловой.

В летний период пассивная модель охлаждения позволяет циркулировать по контуру теплоносителя, который охлаждается в земле, где температура составляет 5–7ºС. Электричество, затраченное на работу циркуляционного насоса по стоимости гораздо дешевле, чем работа стандартного кондиционирования всей площади дома в жаркое время года.

Для увеличения эффективности работы насоса к нему можно подключать дополнительные контуры для обогрева бассейна, использовать летом энергию солнечного коллектора.

Описание

Планета представляет собой раскаленное ядро, покрытое толстым слоем твердого вещества. Когда-нибудь ядро остынет, так как в отличие от звезд, у земли нет своего источника тепла.

Но говорить о продолжительности того периода, за который изменится температура почвы, не стоит, так как даже наша цивилизация этого не ощутит.

Именно поэтому грунт на сравнительно небольшой глубине до 50 м существует в постоянно подогретом состоянии, с температурой около 12ºС. Глубина может отличаться от указанной в зависимости от климата местности.

Тепловые геотермальные насосы можно использовать даже в зонах вечной мерзлоты, только искать тепло придется на большой глубине.

Принцип действия

Тепловой насос используется для извлечения низкой энергии тепла окружающей среды. Он преобразовывает ее в высокотемпературную энергию для передачи теплоносителю в контуре отопительной системы. Работа насоса основывается на применении физических и химических законов. Массы воздуха, воды и земли вокруг постоянно аккумулируют солнечную энергию, которая используется в работе системы отопления.

Установка теплового отопительного насоса напоминает работу холодильника, только в обратной последовательности. В холодильном агрегате присутствует морозильная камера (испаритель), которая снабжает его холодом. Излишнее количество тепла поступает на конденсаторную решетку сзади холодильника и выбрасывается в воздух.

Тепловой насос имеет испаритель, расположенный в таком месте, что он находится в контакте с источником природной энергии низкого тепла:

• пластами недр земли, расположенными ниже точки промерзания поверхности при помощи наклонных или вертикальных скважин;
• водных глубин термальных незамерзающих водоемов опусканием на нужную глубину;
• воздушными массами снаружи дома.

В таком геотермальном устройстве конденсатор работает как устройство для теплообмена, отдающего тепло для нагревания теплоносителя в отопительном контуре дома, которое поступает для окончательно раздачи в калориферы и радиаторы.

Для развернутого понятия представим контур, в котором движется химический элемент хладагент, присутствовующий там в виде жидкости или газа. Движение его происходит за счет работы компрессора. Хладагент нагревается при сжимании, поэтому в конструкции добавляется расширительный клапан.

В системе ставится два теплообменника. Один из них работает как испаритель в холодной области и служит для понижения температуры воздуха или воды по принципу кондиционера или холодильника. Второй работает как конденсатор в горячей области и нагревает воду для системы отопления.

Остаточным действием является определение источника для сбора тепла, который отдает энергию зондам, контурам труб большой протяженности на дне водоемов или ниже точки промерзания, воздушным источникам.

Три контура в системе тепловых насосов:

• контур внешнего сбора с постоянно продвигающимся специально подобранным теплоносителем, чаще антифризом;
• контур коллектора, содержащий теплообменники, компрессор, клапаны различного назначения и трубы;
• контур внутреннего снабжения дома горячей водой и отопления.

Производители предрекают срок эксплуатации не менее 20 лет, но такие понятия, как трение и износ выведут насос из строя гораздо раньше. Реально можно установить продолжительность работы теплового оборудования без ремонта в 10–12 лет.

Земные недра

Являются бесплатным генератором тепла. На глубине, где грунт никогда не замерзает, держится плюсовая стабильная температура, которая не меняется в зависимости от сезона.

Для сбора низкотемпературного тепла из почвы применяют два способа:

• бурение вертикальных коллекторов, скважин на глубину от 50 до 200 м для забора воды и прогона его через теплообменник и передача ее в водоем после использования;
• прокладка трубопровода на участке дома на глубине более одного метра и расстоянием между контурами не менее одного метра с обратной засыпкой и поливкой влагой.

Вода

Собрать достаточное количество тепла в водяных массах можно в случае, если есть незамерзающее озеро с проточной водой или высоко поднимается грунтовая вода. На дно укладывается трубопровод большой протяженности, фиксирующийся при помощи грузов, которые ставятся из расчета 5 кг на 1 погонный метр. Чтобы работа теплообменника длиной примерно 300 метров была эффективной, расстояние между витками труб не должно быть менее 1,5 м.

Для работы такой системы чаще всего применяют принцип открытого сбора тепла. Он подразумевает, что по ходу перемещения грунтовых вод делается две скважины, первая служит для сбора воды насосом и подачи на теплообменник. Во вторую происходит сброс использованной охлажденной воды.

Риск нарушения функционирования состоит в том, высота подъема грунтовых вод может изменяться в зависимости от периода дождей и перемещения земельных пластов.

Воздух

Самым распространенным и легкодоступным источником тепла является атмосфера. Теплообменник выполняется по типу большого радиатора с достаточным количеством ребер и вентилятором обдува. Такой тепловой насос расчитан на отопление и на подачу горячей воды хозяевам дома. Часто простейшие устройства подобного типа применяют для подогрева воды в зимних бассейнах. Затраты электрической энергии при этом минимальны.

Наружные теплообменники монтируют на кровле дома или на его стене. Если предполагается мощное оборудование, тогда для его установки нужно создавать дополнительное основание в виде фундамента.

Тепловые установки, извлекающие тепло из атмосферы, большей частью инверторные. В них происходит преобразование переменного тока, что позволяет компрессору работать с полной отдачей. При нагревании теплоносителя до нужной температуры не происходит остановки оборудования, только снижается мощность. Таким образом, увеличивается срок службы оборудования.

Насосы «воздух-вода»

Собирают тепло из атмосферы и нагревают жидкость в отопительной системе. Выпускают стандартные и компактные модели. Устанавливать можно как в процессе ремонта здания, так и при новом строительстве дома.

Обеспечивают нагревание теплоносителя до 60ºС при наружной температуре до -20ºС. При самой тяжелой работе мощность достигает 20 кВт.

Некоторые системы снабжаются дополнительным подогревом с помощью электричества для работы в экстремальных условиях или подогревания системы для размораживания.

Тепловая система «рассол-вода»

Получает энергию из недр земли посредством установки специальных геотермальных зондов. В системе ставится два расширительных теплообменника, которые работают на тепло и охлаждение. Мощность установки 16 кВт. Применяется новая по конструкции система, состоящая из последовательно соединенных агрегатов-модулей до 6 штук, потребляющая суммарную мощность до 50 кВт.

Тепловая установка «вода-вода»

Насосы отличаются высоким качеством, заложенным в процессе производства. Имеют в конструкции теплообменник в виде пластин. Почти все важные элементы изготавливаются из нержавейки и ее сплавов. Расширительный бак при необходимости легко подключается к почвенным насосам. Мощность работы 6 кВт. Все модели оснащены полностью автоматическим управлением.

Тепловые насосы по типу работы «воздух-воздух»

Они способны не только подогревать воду, но и воздух в помещении. К ним относят сплит-системы. Тоже возможна установка каскадного варианта мощностью до 50 кВт.

Геотермальные «грунт-вода»

Очень хорошо зарекомендовали себя для отопления в частных домах и промышленных объектах. Для сбора тепла бурят скважины различной глубины, присутствуют все элементы полной автоматизации управления. Работают от глубинных или поверхностных коллекторов.

Стоимость оборудования и установки теплового насоса

Цена теплового насоса определяется несколькими факторами. Для этого принимают во внимание площадь отапливаемого дома, наличие дополнительных труб различных вариантов отопления. Кроме того, играет роль тип устанавливаемого насоса по принципу сбора природного тепла из окружающей среды и по мощности.

Очень большое внимание уделяется утеплению ограждающих конструкций жилого дома, так как потери тепла будут влиять на требуемую мощность насоса.

Если для сравнения использовать тепловой агрегат мощностью от 10 до 20 кВт, то в доме со стандартными потерями тепла (неутепленные стены) он сможет эффективно обогреть площадь до 220 м2, в тщательно утепленном доме пространство увеличится до 420м2.

А в полностью изолированном от тепловых потерь современном жилище насосом такой мощности можно успешно отопить площадь до 750 м2.

Цена геотермального оборудования включает в себя монтажные и земляные работы вплоть до буферной емкости отопительной системы дома и стоимость теплового насоса.

В случае стандартного небольшого дома площадью до 130 м2 при использовании грунтового забора тепла, стоимость оборудования составит около 430 000 рублей, а установка обойдется в 300 000 рублей. Применение горизонтального почвенного коллектора снизит затраты на установку до 150 000 рублей, но цена оборудования останется прежней.

Самой дешевой системой отопления для такого дома можно считать систему воздушного забора тепла и передачи ее водному теплоносителю. Цена оборудования существенно ниже и составляет около 350 000 рублей, стоимость монтажа при этом 80 000 рублей.

Если говорить о скважинах глубокого бурения в районах с пониженной точкой промерзания и для отопления дома площадью до 400 м2, то стоимость оборудования может достичь 800 000 рублей, монтажные работы обойдутся в 355 000 рублей.

Применение почвенных, водных и воздушных тепловых насосов очень облегчит жизнь хозяевам дома, которые не будут заострять внимание на заготовке топлива, его транспортировке и хранении. Кроме того, комфорт и отсутствие потребности в постоянном обслуживании сделают систему незаменимой для каждого потребителя.

• Леонид Григорьевич Чернухин
• Распечатать

Тепловой насос для отопления дома: цены, виды, правила выбора

Сам тепловой насос представляет собой оригинальную станцию. Ее задача забирать энергию из окружающей среды. В дальнейшем подобная техника преобразует полученное тепло и может применять для обеспечения комфорта в доме.

Иногда подобный насос работает как «климат контроль», он может дарить тепло или же охлаждать дом. Кроме того активно используется устройство для обеспечения горячей воды.

Рассмотрим подробнее, что такое тепловой насос для отопления дома, цены, его виды и как он применяется.

Модернизируем отопление, кондиционирование и водоснабжение

Тепловой насос представляет собой экономичное отопительное устройство. Для его работы не нужно топливо и практически не требуется энергия. Все тепло, которое в дальнейшем делает дом максимально уютным, приходит из окружающей среды.

Работа насоса в частном домеПримечание! Это рациональное решение, которое позволяет значительно сократить средства в отопительный сезон.

Подобные насосы можно смело использовать, это полностью экологичная и безопасная техника.

Принцип действия прибора

Благодаря хладагенту данная система и функционирует. Он накапливает теплоту и со временем отдает ее в случае необходимости.

Так работает тепловой насос при помощи хладагента

Работает принцип переноса энергии, аналогичный метод можно наблюдать в любом обычном холодильнике. Однако в данном случае аккумулируется не холод, а тепло. Это прекрасная возможность обеспечивать в доме комфортную температуру с минимальным количеством ресурсов, ведь не нужно использовать никакое топливо.

Преимущество ТН

Современная техник имеет множество преимущественных особенностей, включая рентабельность использования:

ПреимуществаОписание

Эффективность	Для работы теплового насоса необходимо использовать электричество. Однако в результате она во время преобразования в тепловую энергию увеличивается в 2,5-5 раз. Это позволяет при экономичном потреблении обеспечить максимальное количество тепла.
Автономность	Система работает без каких-либо дополнительных коммуникаций. Достаточно правильно установить ТН. Используется только лишь электроэнергия. Ее можно получать из генератора, если нет центральных сетей.
Универсальность	Подобная техника используется не только для отопления частных домов, но и для общественных мест. Насос актуален даже в промышленности, если речь идет о достаточно крупных объектах.
Экологичность	Работа подобной системы отопления совершенно не вредит природе
Долговечность	Подобное устройство работает несколько десятков лет. Срок эксплуатации определен в 50 лет, а затем можно будет сделать капитальный ремонт и продолжать использовать насос.
Безопасность	Часто система отопления в частных домах действительно очень опасна. Это зависит от того, что используются горючие вещества. Это может быть газ, топливо, уголь. При использовании насоса нет никаких дополнительных горючих веществ, кроме того он не нагревается до слишком высоких температур, не может возникнуть пожар.
Комфортное использование	Насос работает бесшумно, он обеспечивает определенный уровень тепла и влажности в доме, благодаря чему в помещениях всегда будет комфортно находиться. Более того, есть возможность дистанционного управления, если понадобиться отрегулировать температуру.

Примечание! Подобные положительные характеристики позволяют смело назвать именно тепловой насос самым современным способом отопления.

Виды ТН

Насосы могут быть разнообразные в зависимости от того, как именно они забирают тепло. Источники могут быть разными, и название соответствует тому, откуда техника забирает тепло.

Какие встречаются виды ТН

Тепловые насосы делятся на:

1. Геотермальные.
2. Воздушные.
3. Вторичное тепло.

Геотермальная модель

Этот вариант насоса использует окружающую среду. В частности это земля и вода. Могут использоваться разные воды, как подземные, так и наземные. Есть вертикальные и горизонтальные конструкции.

Вертикальный ТН

Под них специально в почве выкапывается определенная канава. Она должна находиться ниже, чем глубина промерзания почвы. Обычно достаточно уйти вниз на 1,2 метра. Обычно, если есть место для рытья такой траншеи, то выбирают именно горизонтальную конструкцию.

Принцип действия горизонтальной конструкции

Вертикальная модель подходит для более компактных участков. Тут понадобиться не так много места. Кроме того даже владельцы больших участков могут отказаться от рытья канавы из-за нарушения ландшафтного дизайна.Когда рядом находиться водоем, то ТН устанавливают именно в нем, это касается рек и озер.

Использование открытого водоема

Подобное решение наименее затратное, однако, оно подходит лишь для домов рядом с водоемом. Нужно будет учитывать много деталей касательно самого водоема.

Закрытый водный контур

Все насосы дополнительно подразделяются на открытый и закрытый тип. Основное отличие в том, что в первом случае вода возвращается вновь в землю или же водоем, после того как заканчивается цикл.

Геотермальные тепловые насосы для отопления дома, цены на подключение:

• сама техника – ≈ 7 500 $;
• установка системы – ≈ 7 500 $;
• разнообразные расходы для обеспечения тепла – ≈ 500 $ в год.

Тепловой насос для отопления дома цена на горизонтальный коллектор:

• сама техника – ≈ 7 500 $;
• установка системы – ≈ 3 700 $;
• разнообразные расходы для обеспечения тепла – ≈ 560 $ в год.

Воздушная система

Действие этой техники проще всего сравнить с обычным кондиционером. Однако воздушный насос обязательно должен быть на порядок мощнее. Это обусловлено необходимостью большой разницы температур между домом и улицей.

Схема действия воздушного агрегата

Простой кондиционер не допускает такого обогрева, а в подобной ситуации стоит отметить, что насос помогает убрать полностью радиаторы. Старые батареи теперь полностью утилизируются.

“Есть существенный недостаток, что при температуре на улице -15°С, подобному насосу сложно справляться со своими обязанностями. Приходиться забирать много тепла из окружающей среды для нормального преобразования. Но чаще всего уже при -5°С данное оборудование перестает эффективно работать.”

Вторичное тепло

Эти насосные станции активно используется в том случае, когда уже имеется в доме источник тепла и трубопровод центрального отопления.

Мощная энергосберегающая технологияСовет! Однако для частного дома этого может быть не рационально, ведь придется поддерживать работу двух систем.

В свою очередь в промышленности всегда не хватает простого центрального отопления, насос легко может дополнить его и обеспечить необходимым количеством тепла даже крупное предприятие.

Есть несколько видов насосов из этой категории:

1. Воздух-воздух.
2. Воздух-вода.
3. Земля-вода.
4. Тепловой насос для отопления дома вода-вода, как и планируется преобразование тепла.

Работа теплового насоса воздух-воздух цена на оборудование и установку

В этом случае насос скапливает энергию просто из атмосферного воздуха. Одна часть техники монтируется снаружи здания. В свою очередь в дальнейшем хладагент передает энергию в конденсатор.

Работа ТН воздух-воздух

Последняя часть устанавливается уже внутри помещения. Из специального вентиляторавыходит теплый прогретый воздух, он позволяет сделать комнату комфортной.

Примечание! К сожалению, подобный вариант не подходит для зимы, когда особенно нужно отопление. Когда воздух сильно холодный, даже современная техника не может его преобразовать.

Стоимость системы воздух-воздух:

• сама техника – ≈ 10 000 $;
• установка системы – ≈ 620 $;
• разнообразные расходы для обеспечения тепла – ≈ 750 $ в год.

Некоторым мастерам удалось соорудить тепловой насос для отопления дома своими руками из холодильника.

Работа циркулирующей установки

Правда, не мощный агрегат, он позиционируется с нагревательным прибором воздух-воздух и может использоваться для обогрева небольшого помещения или теплицы.

ТН вода-вода

Активно используется подобная техника в тех местах, где имеются водоемы. Это могут быть естественные или же искусственные источники. На определенной глубине водоемы даже зимой сохраняют некоторое количество тепла. Именно поэтому удается забирать энергию и преобразовывать ее при расположении на некоторой глубине.

Обратите внимание! Важным условием становится тот вариант, что насос должен быть установлен не в стоячей, а в проточной воде.Принцип работы системы вода-вода

Тепловой насос подобного типа очень легко устанавливать. Он обладает прекрасными техническими характеристиками. Эту модель активно используют.

Система вода-вода теплового насоса, цена под ключ:

• сама техника – ≈ 7 500 $;
• установка системы – ≈ 5 000 $;
• разнообразные расходы для обеспечения тепла – ≈ 450 $ в год.

Совет! Если же нет рядом водоема, то можно расположить агрегат в том месте, где проходит в грунтовых почвах большое количество воды.

Система воздух вода

Подобный агрегат активно используется для разных целей. Он может эксплуатировать при температуре до -15 градусов, но этого просто будет недостаточно для того, чтобы обеспечить внутри дома комфортную температуру.

Работа системы воздух-водаСтатья по теме:

Отопление загородного дома: варианты и цены.В статье подробно описано разнообразное отопление загородного дома, варианты и цены, плюсы и минусы наиболее распространенных и оптимальных тепловых конструкций для частных объектов.

Подобную технику смело можно считать универсальной. Она зимой, играет роль обогревателя с минимальным энергопотреблением. А летом это отличный способ охладить температуру в комнате. Фактически работа данного устройства очень похожа на классический кондиционер, но со значительным диапазоном температур.

Тепловой насос для отопления дома: цены на установку

Определяющим критерием при выборе определенной системы отопления является цена. Начальная стоимость может быть повышенной, однако это легко компенсируется с помощью минимального количества используемых ресурсов.

Стоимость на установку с бурением

Виды работЦена, руб.

Бурение разведывательное до 70 м для скважины и установки геотермального зонда.	600
Все мероприятия по устройству геотермальной скважины.	1200
Все мероприятия для водяной скважины с обсадной трубой и нижним фильтром.	2300
Геотермальное отопление для дома 90 кв.м под ключ.	470000
Покупка теплового насоса для отопления дома, цена на 130 кв.м.	595000
Установка отопительной системы до 11.5КВт (Бурение),для отопления дома площадью до 130м2.	780000
Установка системы с использованием местных водоемов.	785000

Что влияет на цену

Данная стоимость обуславливается комплектом, необходимым для работы техники. За указанную сумму приобретается сразу все, что понадобиться для дальнейшего обеспечения работы подобной отопительной системы. Нужно понять, что включено за эти деньги.

Сама техника:

• оборудование, основная часть техники;
• буферная емкость;
• бойлер, в котором нагревается воды;
• коммуникации для соединения элементов;
• пульт для дистанционного управления системой.

Весь комплекс работ

Работы, необходимые для установки:

• очистка территории для дальнейшей установки;
• бурение, ведь насос необходимо устанавливать на определенную глубину;
• укладка коллекторов;
• колодцы для дальнейшей проверки и ремонта, если понадобиться;
• трубопровод, который подключается к вентиляции или же водоснабжению;
• настройка системы и ее полное подключение, проверка функционирования.

Обратите внимание! В результате осуществляется работа, которая гарантирует в дальнейшем комфортабельную систему отопления.

Советы по выбору производителя

Ни в коем случае не стоит сооружать столь сложную конструкцию самостоятельно, она обязательно должна быть изготовлена опытными компаниями, которые предлагают множество современных качественных моделей.

Насос российского производства

Тепловые насосы российского производства, которые уже имеют положительную репутацию:

• NIBE Industrier.
• Viessmann имеет 100.
• «ФЛАЙ-ТЕК».
• «Синтэк».
• «Атмосистемы».

Многие производители предлагают не только приобретение и установку, но и дальнейшее обслуживание. Подобная система требует минимального ухода. Самое главное просто раз в год проверять работу всей системы.

Дополнительно периодически осуществляется промывка, чтобы избавиться от загрязнений. От пользователя нужно только сохранять всю документацию и вовремя обращаться к профессионалам.

Выводы

В целом можно отметить, что ТН представляет собой современную технику. Она обладает рядом преимуществ.

Спортивный зал, отапливаемый при помощи ТН

Перед выбором и активным использованием можно выделить несколько моментов:

1. Когда приобретается тепловой насос для отопления дома (цены на установку и технику представлены выше), обратите внимание на производителя, он должен быть проверенным.
2. Техника подбирается из нескольких разных видов в зависимости от местоположения.
3. Использование насоса рационально и экономично.
4. Это долговечный вариант, который можно использовать на протяжении 50 лет.

Частные дома и промышленные объекты могут отапливаться с помощью подобной системы. Обязательно стоит отметить, что это безопасный, экологичный, а также недорогой и удобный способ, который позволяет создать комфортные условия для каждого отдельного объекта.

Как выбрать и установить тепловой насос для загородного дома

Viessmann

Тепловой насос Bosch Compress 6000 LW/M, мощность от 6 до 17 кВт, комплектуется встроенным бойлером горячей воды.  Bosch

Тепловые насосы и по сей день воспринимаются многими далёкими от физики людьми как нечто загадочное и сложное. Между тем у них есть близкие «родственники», которые хорошо знакомы всем. Это кондиционеры. Когда кондиционер работает в режиме обогрева, он, по сути, мало чем отличается от теплового насоса.

Точнее, в бытовом кондиционере используется один из типов теп­лового насоса (о них речь пойдёт ниже).

И в некоторых случаях энергоэффективность кондиционеров тоже сопоставима с энергоэффективностью тепловых насосов и значительно превышает эти показатели у нагревательных устройств традиционной конструкции (например, электрических обогревателей). 

Варианты устройства первичного контура в грунте: вертикальное (скважинное) залегание, горизонтальное залегание. Визуализация: Игорь Смирягин/Burda Media

Коэффициент эффективности COP. Так называется отношение мощности обогрева к потребляемой мощности, грубо говоря — сколько киловатт тепловой мощности мы получим на каждый потребляемый киловатт электроэнергии. Для электро­обогревателя коэффициент COP примерно равен единице. А вот у кондиционеров и тепловых насосов он может быть 3,0–5,0 и выше. 

Как устроен тепловой насос?

Модель Flex с отдельным баком и аккумулятором. Модуль дистанционного управления Ariston NET. Внешний блок. Баки для воды на 300 л.  Ariston

Тепловой насос переносит тепло одной среды в другую с помощью трёх взаимо­связанных тепловых контуров. В качестве первой среды может выступать атмосферный воздух, вода (из водоёмов) или земля (грунт).

В качестве второй — либо теплоноситель, нагревающий затем радиаторы или водяной тёплый пол (вода), либо воздух внутри помещения.

Соответственно, все тепловые насосы можно разделить на шесть типов: воздух-воздух (этот тип и используется в бытовых кондиционерах), вода-воздух, земля-воздух, воздух-вода, вода-вода, земля-вода.

Наибольшее распространение получили модели, в которых первой средой выступает воздух или земля — просто потому, что пригодные для использования водоёмы есть далеко не везде, — а второй средой вода, так как у нас распространено водяное отопление.

Viessmann Vitocal 222-S и Vitocal 200-S.  Viessmann

По среде, выступающей в роли источника тепла, проложен низкотемпературный контур из труб, по нему циркулирует теплоноситель. В процессе прохождения по контуру теплоноситель приобретает такую же температуру, как и среда.

Затем он поступает на теплообменник испарителя насоса, где, в свою очередь, нагревает до кипения жидкий фреон, находящийся во вторичном контуре (температура кипения фреона, в зависимости от его состава, может быть –15…–20 °С и ниже). Газообразный фреон переходит в компрессор, где при сжатии происходит его сильный нагрев до 55–75 °С.

Далее фреон попадает в теплообменник-конденсатор, где нагретый газ отдаёт тепло среде номер два, воздуху или жидкости-теплоносителю из системы отопления (в третий контур).

Тепловой насос «рассол-вода» Bosch Compress 7000i LW/M, мощность от 3 до 12 кВт.  Bosch

4 ошибки при устройстве грунтового теплообменника

1. Слишком близкое расположение скважин или ниток трубопровода друг к другу. В результате ухудшается теплоотвод от трубопровода, и грунт может быть слишком сильно заморожен — тепловой насос перестанет работать.
2. Размещение горизонтальных труб в грунте слишком глубокое, ниже уровня промерзания. Аналогично: грунт может быть слишком сильно заморожен и не успеет прогреться за летний сезон.
3. Размещение коллектора слишком близко к поверхности. При сильных морозах в конце зимы эффективность работы теплового насоса будет резко падать.
4. Над коллектором возводятся какие-либо строения или сооружения, затрудняющие теплообмен. В этом месте может образоваться своеобразная «вечная мерзлота», ледяная линза, которая не успеет прогреться за летний сезон.

Тепловые насосы Ariston Nimbus M.

Модель Compact со встроенным баком и аккумулятором

Эффективен ли тепловой насос?

Рассольно-водяной тепловой насос Viessmann Vitocal 300-G.  Viessmann

Сам тепловой насос (наружный и внутренний блоки) с мощностью, достаточной для отопления и горячего водоснабжения небольшого коттеджа (15–20 кВт), стоит примерно 200–400 тыс. руб. (китайского производства) либо 400–600 тыс. руб. европейского, японского или американского производства. Среди наиболее известных торговых марок тепловых насосов можно назвать Ariston, Buderus, De Dietrich, Mammoth, Mitsubishi Electric, Nibe, Viessmann.

Но помимо теплового насоса вам потребуется низкотемпературный теплообменный контур, стоимость которого может быть сопоставима, а то и выше самого насоса, если этот контур прокладывается в земле. Воздушный низкотемпературный контур будет стоить гораздо дешевле, но его применение в быту ограничивается, во-первых, из-за заметного шума, который производит вентилятор.

А во-вторых, низкая температура воздуха в сильный мороз резко снижает эффективность теплообмена. Для комфортной жизни в сильный мороз потребуется устройство бивалентной системы отопления, в которой используется два источника тепла, например теп­ловой насос и газовый конвектор, котёл на жидком топливе, дровяная печь, камин и т. д. Бивалентная система расширяет рабочий диапазон уличных температур.

Скажем, до –20 °С работает тепловой насос, а при дальнейшем понижении включается дополнительный источник.

Наружный блок воздушного теплообменника.  Viessmann

С земляным низкотемпературным контуром таких проблем не возникает. Температура грунта ниже уровня промерзания не опускается ниже 0 °С, на глубине от 3–4 до 40–50 м она примерно равна среднегодовой температуре воздуха для данной местности (для Москвы, например, это 5,5 °С), а при глубине ниже начинает постепенно повышаться (каждые 50 м на 1 °С). И работает грунтовой теплообменник практически бесшумно.

Практика применения тепловых насосов показывает, что правильно подобранный отопительный комплекс на базе грунтового теплообменника окупается примерно за 20 лет. И это при современных ценах на электричество.

В будущем, скорее всего, электричество будет расти в цене, а срок окупаемости, соответственно, сокращаться. Срок службы теплового насоса, заявленный производителями, обычно превышает 20 лет, а срок службы теплообменника и вовсе доходит до 70–100 лет.

Так что использование теплового насоса, действительно, может быть экономически оправданно.

De Dietrich

Как выбрать оборудование для теплового насоса?

Выбор отопительного оборудования обычно начинается с определения его требуемой мощности. Производится тепловой расчёт помещения, подсчёт теплопотерь, учитывается необходимое количество горячей воды для ГВС. Этот расчёт — дело ответственное, и поручать его лучше специалисту, чтобы избежать дорогостоящих ошибок. Примерный порядок цифр можно узнать с помощью программ-калькуляторов на сайтах компаний-производителей.

Далее можно выбирать тип насоса с учётом особенностей участка. Если в вашем распоряжении имеется достаточно большой водоём (несколько сотен кубических метров), то, возможно, он подойдёт для размещения теплообменника. Последний выполнен в виде змеевика из гибких полимерных труб, его аккуратно укладывают на дно и закрепляют там грузом.

Воздушные теплообменники  вполне годятся для ветреных южных регионов нашей страны или для бивалентных систем. Их можно размещать на удалении до 30 м от внутреннего блока. На деле их стремятся расположить как можно ближе к дому, так как длинные соединительные линии увеличивают потери и снижают полезную мощность. В идеале это глухая стена дома, подальше от окон спален.

Выбирая тепловой насос с воздушным теплообменником, обращайте внимание на такой параметр, как «минимальная температура наружного воздуха в режиме нагрева». У специально адаптированных к морозам моделей она может составлять –25 °С (у неадаптированных –10…–15 °С).

К преимуществам теплового насоса можно отнести комфортный режим работы, так как насос практически не шумит при работе и не загрязняет атмосферу; летом тепловой насос  может работать как кондиционер, в режиме охлаждения воздуха.

Грунтовой теплообменник (коллектор) может быть устроен несколькими способами. Например, в виде горизонтальной прокладки длинного (несколько сотен метров) трубопровода на плоскости с заглублением выше уровня промерзания (обычно 1,5–2,0 м).

Трубопровод может быть уложен по периметру участка или змейкой, как трубопровод тёплого пола, но с гораздо большим шагом. Общая площадь участка земли, занимаемая теплообменником, составляет несколько соток, причём возможности дополнительного использования этой земли существенно ограниченны. На ней не получится разводить огород или сажать деревья.

Поэтому многие домовладельцы считают горизонтальную прокладку коллектора нерациональной и предпочитают вертикальную, в виде нескольких скважин, разнесённых друг от друга на 5–10 м. Или в виде одного «куста» скважин (скважины бурятся из одной точки на поверхности, но не вертикально, а под углом обычно не менее 30° по азимуту).

Такой «вертикальный» подход позволяет сэкономить на площади, занятой под теплообменник, но удорожает строительство на 30–50 %.  

Принципиальная схема теплового насоса

1— источник тепла; 2 — низко-температурный первичный контур; 3 — испаритель; 4 — компрессор; 5 — конденсатор; 6 — третий контур (отопления). Визуализация: Игорь Смирягин/Burda Media

В силу технических особенностей как тепловых насосов, так и систем отоп­ления, работающих с ними, наиболее рациональный сценарий использования — это дом для круглогодичного проживания. Максимальной эффективности тепловые насосы достигают в сочетании с системами «тёплый пол», которые при всех своих преимуществах весьма инерционны.

К тому же экономическая эффективность от использования теплового насоса прямо пропорциональна интенсивности его использования. В отечественных условиях (Европейская часть России) наибольшее распространение получили тепловые насосы типа «рассол (земля) — вода» с вертикальными зондами.

Они обес­печивают возможность полного покрытия нагрузок по отоплению и ГВС практически независимо от климатических условий.

Сергей Соловьев

Инженер по развитию направления «возобновляемые источники энергии и энергоэффективные технологии» Viessmann Russia

Тепловой насос для отопления дома: цены, выбор и нюансы монтажа

Тема экономии средств на поддержание комфортных температурных условий интересна каждому рачительному хозяину. Именно поэтому повышенное внимание уделяется технологическим новинкам, сулящим особые преимущества. Но правильный вывод можно сделать только после тщательного исследования. В этой статье рассмотрен тепловой насос для отопления дома, цены отдельных составляющих и общая стоимость реализации проекта.

Специалисты уверяют, что подобный комплект оборудования способен получать тепловую энергию «из воздуха»

Тепловой насос для отопления дома: принципы работы

Сразу надо отметить, что в данном случае речь не идет о нарушении стандартных законов физики. Название «революционный» применяется по отношению к этому методу только для дополнительного привлечения покупателей опытными торговцами. Но только правильное применение технологии способно обеспечить существенные выгоды.

Функционирование теплового насоса «земля-воздух»

Это оборудование работает по следующему алгоритму:

• Тепло от земли передается жидкости, которая циркулирует по замкнутому контуру.
• В испарителе нагревается специальный хладагент, который под давлением подается в камеру конденсатора.

  После компрессора исходная температура увеличивается в 5-10 раз.

• В конденсаторе хладагент переходит из газообразного состояния в жидкое.
• Здесь нагревается теплоноситель для рабочего контура.

  Его используют для автономного, или вспомогательного питания стандартной системы отопления.

Не сложно догадаться, что на таких же принципах работают холодильники и кондиционеры. Только эти виды оборудования генерируют отрицательные температуры, а тепло является побочным «вредным» продуктом. В нашем случае получают обратный эффект.

Обратите внимание! Любопытство можно удовлетворить, изучив подробно цикл Карно. Но практикам этой информации вполне достаточно для принятия правильных решений.

Как создать действующую систему

Из описания понятен состав оборудования и основные требования:

• Для перекачки жидкостей хватит технических параметров типовых насосов.

Циркуляционный насос системы отопления

• Мощность компрессора выбирают, исходя их типа системы и объема хладагента.
• Также понадобятся трубопроводы, запорная и контрольная аппаратура, наполнители.

На выходе можно получить жидкость с температурой от +30°С до +65°С, чего вполне достаточно для решения различных бытовых задач. Снижение затрат по сравнению с отоплением электрическими нагревателями может составить 50-70%.

Эффективность этого оборудования надо изучить отдельно. В некоторых информационных источниках указывают КПД больше 100%. Но вечных двигателей не существует, поэтому очевидно наличие ошибки. Она заключается в том, что при потреблении компрессором 10 кВт электричества из сети идеальный цикл Карно позволяет потребителю получить в свое распоряжение примерно в 3 раза больше энергии тепла. Ее далее можно использовать для нагрева воздуха в помещениях.

В действительности при упрощенных расчетах забывают об исходной энергии нагретой земли, или другого источника с низким потенциалом. Существенное значение имеет разница температур между «холодной» и «теплой» частью устройства (испарителем и конденсатором). Для эффективной работы необходим очень емкий источник тепловой энергии.

Схема отопления с принудительной циркуляцией двухэтажного дома. Это идеальный вариант для поддержания необходимого тепла в любое время года. В статье рассмотрены варианты реализации данного способа отопления.

Разновидности тепловых насосов

Извлечение тепловой энергии из земли упомянуто выше. На практике применяют две схемы. Горизонтальная система подразумевает прокладку труб ниже уровня промерзания грунта. Необходимо сделать небольшой запас по глубине (от 40 до 60 см), чтобы предотвратить аварийные ситуации при сильных морозах. Жидкость должна успевать нагреваться, поэтому понадобится большая длина контура.

Монтаж внешнего контура на большой площади

Если земельный участок – небольших размеров, трубы укладывают кольцами

Такое решение автоматически компенсирует погодные колебания температур. Желательно, чтобы грунт был увлажнен. Это улучшает теплопередачу. В сухих почвах придется укладывать контур длиннее. На 1 его метр для примерных расчетов можно учитывать 40 до 50 Вт. Чем севернее широта, тем хуже экономические показатели.

Устранить климатические факторы можно, если создать скважину. Для системы отопления стандартного 250-300 м. кв. понадобится глубина около 150 м. В нее погружают с помощью груза надежную полимерную трубку. Тепло передается от грунтовых вод. Если мощности недостаточно, рядом бурят дополнительную скважину, так как глубина более 200-220 метров экономически нецелесообразна.

Бурение скважины с применением специализированного оборудования

В этих вариантах в трубопровод закачивают антифриз, или соляной раствор.

Применение теплового насоса для отопления дома вода-вода оправдано, если рядом есть незамерзающий водоем

Отбор тепла из воздуха возможен. Но этот способ очень сильно зависит от климатических условий. Если использовать такой тепловой насос для отопления дома, цена энергии будет разумной при температуре не ниже -20°C. Некоторые производители оборудования указывают цифру в два раза больше. Но это – маркетинговый ход. Техника будет работать при таких температурах с очень низким КПД.

Тепловой насос воздух-воздух

На рисунке указаны следующие компоненты:

• испаритель;
• вентилятор;
• осушитель (фильтр);
• электронный блок управления;
• реле системы оттаивания;
• блок конденсатора;
• вентиль;
• компрессор.

Создать тепловой насос для отопления дома своими руками из холодильника можно. Как минимум, пригодится компрессор, который будет выполнять те же функции, что и в оригинальной бытовой технике. Трубки холодильной камеры надо будет продлить. Этот внешний контур должен контактировать с источником тепловой энергии низкого потенциала.

Такая самоделка не будет обладать высокой мощностью

Это оборудование только внешне похоже на холодильник. На фото – тепловой насос промышленной серии

Тепловой насос для отопления дома: цены готового оборудования

Изобра-
жениеМодель/ произво-

дитель

Мощ-ность нагрева,

кВт

Мощ-ность охлаж-дения,

кВт

Для пло-щади,

м. кв.

Цена,
тыс. руб.Дополни-тельная инфор-

мация

FDCW71VNX/ Mitsubishi	8	7,1	71	140- 155	Может использоваться, как кондиционер, требуется подключение внутренних блоков.
FDCW100VNX/ Mitsubishi	9	8	100	173- 178
FDCW140VNX/ Mitsubishi	16,5	16,5	140	310
DHP-H Opti 6/ Danfoss	5,33	—	60- 85	380- 390	Геотермальный.
DHP-H Opti 10/ Danfoss	9,4	—	140	401- 408	Геотермальный.
DHP-L Opti Pro+ 8/ Danfoss	7,5	—	80- 110	508- 516	С внешним баком для нагрева воды

В состав оборудования надо включить бойлеры и другое дополнительное оснащение

Современная отопительная техника выглядит эстетично

Комбинация с фотоэлектронной батареей повысит эффективность системы

Для снижения пиковых нагрузок систему отопления оснащают котлами на дровах и других видах топлива

Солнечный коллектор пригодится для улучшения общего КПД системы

Создание теплового насоса воздух-воздух: цена неправильного решения

Не составит большого труда приобрести соответствующее оборудование. Установка его будут дешевле по сравнению с выполнением больших объемов работ при извлечении тепла из грунта (воды). Но для точного анализа эффективности работы такого теплового насоса для отопления дома, цены техники надо дополнить эксплуатационными расходами.

Возникнут дополнительные вопросы. КПД этого оборудование снижается при падении температуры источника с +6°C (земля) до -21°C (воздух). Это значит, что придется тратить гораздо больше электроэнергии и экономические показатели будут хуже.

Выводы и рекомендации

Рассмотренные выше виды техники применяют на практике за рубежом в широких масштабах. У нас ее использование ограничено отсутствием долговременного опыта и суровыми климатическими условиями.

После точного расчета получится найти тепловой насос с ценой под ключ, соответствующей определенным требованиям. Самостоятельно создать эффективную автономную систему отопления можно.

Но для этого лучше использовать не бытовой холодильник, а качественный проект и специализированное оборудование.

Принцип работы тепловой насос “воздух-вода” (видео)

Загрузка…