Тепловий насос принцип роботи для обігріву будинку

У наші дні багато людей знаходяться в пошуках альтернативних джерел обігріву свого житла. Витягувати тепло з грунту або водних джерел не є особливо новою технологією. На заході набагато раніше стали використовувати для обігріву осель геотермальну енергію. Актуальність даної теми зростає пропорційно цінам комунальників. Тепловий насос принцип роботи цього приладу дозволить безпечно, екологічно і найголовніше, безкоштовно обігріти оселю.

Принцип дії теплових насосів

Давно відомо, що майже в будь-якому середовищі присутня теплова енергія. Так чому б її не почати використовувати в якості джерела тепла для обігріву будинку?

Тепловий насос для опалення будинку працює за наступним принципом: від джерела енергії володіє низьким потенціалом тепло передається теплоносію. На ділі все відбувається за наступним сценарієм.

Труби, через які проходить теплоносій, ховаються, наприклад, землею. Після цього теплоносій надходить в теплообмінник, де зібране тепло передається на другий контур. Холодоагент, що розташовується усередині зовнішнього контуру, нагріваючись переходить в газоподібний стан.

Далі холодоагент в газоподібному стані надходить в компресор, де відбувається його стиснення. Це ще більше сприяє його нагріванню. Після цього гарячий газ надходить в конденсатор, де тепло передається теплоносію, обігрівають безпосередньо будинок.

Теплові насоси для опалення будинку припускають принцип дії за такою схемою:

  • через випарник проходить вода, яка береться з водойми або свердловини, тут її температура знижується на п’ять градусів;
  • після того як рідина охолоне, вона потрапляє в компресор;
  • в компресорі відбувається стиснення води, що збільшує її температуру;
  • нагріта рідина переходить в теплообмінну камеру, де її тепло передається системі опалення;
  • захолола вода починає цикл заново.

Опалювальні системи принцип роботи яких грунтується на теплонасосних установках, складаються з трьох складових частин:

  1. Зонд-змійовик, розташовується в землі або у воді. Його завданням є збір тепла і передача його на пристрій.
  2. Тепловий насос – пристрій, призначений для вилучення термальною енергії.
  3. Безпосередньо сама опалювальна система, частиною якої є теплообмінна камера.

Якщо є бажання, можна самостійно зробити тепловий насос для опалення житла з холодильника. Але це вимагає певних технічних знань і навичок.

Переваги і недоліки пристрою

В першу чергу опишемо позитивні якості такого виду водяного або повітряного опалення:

  1. Відносно невисокі енерговитрати. На опалення витрачається тільки електрику, але варто відзначити, що його необхідно набагато менше ніж, наприклад, якщо опалювати приміщення за допомогою електроприладів. Теплові насоси мають коефіцієнт, який вказує вихід теплової енергії щодо витраченого електрики. Наприклад, в тому випадку коли «?» Дорівнює 5, означає що на 1 кВт / год витрати електроенергії доведеться 5 кВт теплової.
  2. Теплового насосу не потрібно будь-якого спеціального догляду або витратних матеріалів.
  3. Універсальність. Даний вид опалювальної системи може бути змонтований в будь-якій місцевості. Найбільш актуальне даний спосіб для віддалених районів, де немає газопроводу. Якщо не можливо підключиться до електрики, цей насос може працювати на дизельному або бензиновому двигуні.
  4. Повна автоматизація. Система не вимагає доливання води або постійного контролю за її роботою.
  5. Екологічність і безпека. Теплонасос не виробляє будь-яких побічних продуктів в результаті своєї роботи. Випадковий перегрів пристрою неможливий.
  6. Цей пристрій крім обігріву будинку в холодний період, коли температура повітря падає до 15оС, а й охолоджувати в спекотні дні. Ця функція передбачена в реверсивних моделях.
  7. Період експлуатації доходить до 50 років. Приблизно раз в 20 років може знадобитися заміна компресора.

Але дана система крім позитивних сторін, має і своїми мінусами, про які необхідно знати:

  1. Ціни. Тепловий насос коштує досить дорого. Дане вкладення зможе себе окупити не раніше ніж через п’ять років.
  2. У районах з дуже суворими зимами, де стовпчик термометра впаде нижче позначки 15оС, для нормальної роботи агрегату можуть знадобитися додаткові джерела тепла (електричні або газові).
  3. Система, яка забирає теплову енергію із землі, порушує екосистему ділянки. Шкоди наноситься несерйозний, але про це не варто забувати. Тепло забирається пристроєм з грунту, тим самим знижуючи його температуру, це може несприятливо позначиться на кореневій системі рослин, які ростуть в безпосередній близькості.

Різновиди тепло обладнання

Теплові насоси буваю декількох видів. Але головною характеристикою, по якій класифікується пристрій, є вид теплоносія на зовнішньому контурі.

Енергію пристрої можуть брати з:

  • грунту
  • повітря
  • води.

Отриману енергію можна використати для обігріву приміщень, для нагрівання води. Тому теплонасоси бувають декількох видів.

  • Теплонасоси «грунт – вода». Є, мабуть, найбільш оптимальним рішенням альтернативного опалення – теплова енергія виходить безпосередньо з грунту. Крім того, на глибині від 6 метрів зберігається постійна і незмінна температура. В якості теплоносія використовується спеціальна рідина. Зовнішній контур виготовляється з пластикових труб.

Розміщення труб в грунті може бути як горизонтальним, так і вертикальним. Для горизонтального розміщення буде потрібно виділення більшої площі. У місці, де труби розміщуються в горизонтальному положенні, використання землі для сільськогосподарських потреб. Можливо тільки облаштування газонів або насадження однорічних рослин.

Для того щоб розмістити в грунті труби у вертикальному положенні, потрібно зробити кілька свердловин глибина яких будить доходити до 150 метрів. Це буде досить ефективний геотермальний насос, з огляду на те що на великій глибині температура у землі досить висока. Для того щоб передати тепло застосовуються глибинні зонди.

  • Тип насоса «вода – вода». Тепло також можна отримувати з води, що залягає на великій глибині під землею. Для цього можна використовувати водойми, стічні або грунтові води.
    Хочеться відзначити, що серйозного принципової різниці між даними двома системами немає. Найменші витрати потрібні тоді, коли теплова енергія виходить з водойми. Труби необхідно заповнити теплоносієм і занурити в воду. Для того щоб отримувати тепло з грунтових вод, знадобиться монтаж більш складної конструкції.

  • Тепловий насос «повітря – вода». Теплову енергію можна отримувати і з повітря, але в регіонах з суворими зимами, дана система є недоцільною. Повітряні системи відрізняються простотою виконання монтажу. Буде потрібно тільки вибрати і встановити необхідний агрегат.

Перед тим як почати монтаж опалювальної системи вкрай необхідно досліджувати всі особливості ділянки. Дане дослідження дозволить визначити оптимальний джерело термальної енергії. Завдання набагато спрощується, коли поруч з будинком знаходиться водойма. Даний факт спростить завдання тим, що відпаде необхідність проведення земляних робіт. Також практичним вирішенням цієї проблеми є використовувати місцевість, де є постійний вітер. У разі ж якщо немає ні того, ні іншого, доведеться почати земляні роботи.

Тепловий насос своїми руками

Використовувати теплові насоси для обігріву приміщення, дуже вигідно. На російському ринку ця продукція представлена ??наступними фірмами: Vaillant (Німеччина), Nibe (Швеція), Danfoss (Данія), Mitsubishi Electric (Японія), Mammoth (США), Viessmann (Німеччина). Непоганої якості, абсолютно не поступається за якістю західним аналогам продукція вітчизняних фірм SunDue і Henk.

Середня ціна під ключ теплонасоса складає приблизно 300 – 350 тисяч рублів. Найбільш бюджетної є система «повітря-вода», так як дана система не вимагає проведення дорогих земляних робіт.

Але ціна самого обладнання, так і монтажні роботи доступні далеко не кожному. Будинки, чия площа становить понад 400 м2, досить швидко окупають гроші вкладені в обладнання даної системи. Але якщо будинок набагато менше, гроші заощадити на опаленні, таким чином, не вийде. У цьому випадку таку систему можна зробити самостійно.

Для початку необхідно придбати компресор. Для цієї мети підійде агрегат, яким обладнується звичайний кондиціонер. Він кріпиться на стіну. Конденсатор можна зробити своїми руками. Для цього необхідно створити з мідних трубок змійовик, який поміщається в корпус, виконаний з пластика.

Випарник також монтується на стіну. Пайка, заправка фреоном і інші подібні роботи повинні виконуватися тільки людиною, що володіє відповідними навичками. Невмілі дії не тільки можуть спричинити за собою негативний результат, але і в процесі їх можна отримати серйозні травми.

Особливості монтажу теплового насоса

При обліку цін теплових насосів для обігріву житла, дані вид опалювальної системи дуже недешевий. Витрати можна зменшити при проведенні самостійної установки насоса, але потрібно пам’ятати, що при неправильному монтажі існує ймовірність втрати ККД агрегату. Чи варто ризикувати самостійним монтажем при придбанні такого дорогого устаткування?

Які труднощі можна випробувати під час проведення самостійної установки:

  • все обладнання повинно бути об’єднано в єдиний комплекс, в який будуть включені свердловини, насос, гідравлічна обв’язка, автоматичне керування і опалювальна система;
  • під час проектування системи необхідно враховувати технічні характеристики теплонасоса;
  • глибина термальних свердловин повинна відповідати потужності обладнання, необхідне проведення тампонажу;
  • геотермальні зонди, чия робота передбачається в жорстких експлуатаційних умовах, необхідно продублювати в кожній свердловині;
  • радіатори, конвектори, тепла підлога в будинку необхідно включити в роботу з теплонасосної обладнанням для найбільш ефективного опалення.

Перед пуском насосу в роботу, потрібно перевірити стан електрифікації будинку. Лічильник повинен бути розрахований на потужність 40 ампер. Під час установки потрібно брати до уваги, що робота пристрою володіє підвищеним рівнем шуму. Але агрегат немає необхідності.

Також потрібно пам’ятати про те, що підземні колектори здатні завдати шкоди садовим рослинам, це необхідно враховувати під час монтажу системи. Раз в тиждень колектор необхідно прогрівати до 60 о С для того щоб запобігти розмноженню бактерій всередині системи.

Теплонасос – вельми дорогий пристрій, який окупає як мінімум через 5 -7 років. Але при врахуванні того що термін експлуатації системи становить близько 50 років, то це досить вигідне придбання. Дана система дозволить обігрівати будинок навіть за відсутності газо- і електропостачання. Відрізняється пожаробезопасностью і ефективністю, робота проходить в автоматичному режимі і не потребує спеціального обслуговування. Але для досягнення таких результатів, монтаж обладнання необхідно довірити професіоналам.

Ссылка на основную публикацию