Тепловые насосы: ▷ Как выбрать тепловые насосы

Опубликовано в Разное
/
15 Мар 2021

Содержание

▷ Как выбрать тепловые насосы

Источник

Источник, из которого тепловой насос «выкачивает» энергию при работе, фактически — базовая схема работы насоса.

— Воздух-вода. Тепловые насосы, отбирающие тепло из окружающего воздуха. Преимуществами таких агрегатов являются простота в установке и возможность использования независимо от наличия свободной земли около здания. С другой стороны, воздушные модели имеют меньший COP (см. ниже), чем грунтовые, при этом их эффективность сильно зависит от погодных условий и значительно падает именно в холодное время года, когда потребность в отоплении наиболее высока (вплоть до полной неэффективности в мороз). Таким образом, насосы «воздух-вода» оправданы прежде всего в системах с небольшими перепадами температур и невысокими теплопотерями (тёплые полы, обогрев бассейна с весны по осень), в системах бивалентного отопления (с дополнительным источником тепла, например, котлом), а также там, где нет возможности установить агрегат «грунт-вода».

— Грунт-вода. Тепловые насосы, работающие от тепла, накопленного в грунте. Такие агрегаты намного эффективнее воздушных: земля способна накапливать много тепла, перепады температур даже при сильных морозах минимальны, а на большой глубине температура вообще остаётся постоянной круглый год. Главным недостатком грунтовых моделей является сложность в установке. Для этого потребуется свободный участок грунта, причём, в зависимо…сти от размеров этого участка, потребуется либо закапывать коллектор на обширной территории, либо «упаковывать» его в глубокую скважину, бурение которой обходится недёшево.

— Универсальный. Тепловые насосы, допускающие работу и от воздуха, и от грунта — вплоть до обоих вариантов одновременно. Об особенностях того и другого подробнее см. выше. А универсальность делает насос максимально удобным как в установке, так и в использовании, однако обходится недешево.

Назначение

— Отопление. Тепловые насосы, рассчитанные на использование в системах отопления — наиболее традиционный и простой по конструкции вариант.
Стоит учитывать, что далеко не все из подобных агрегатов способны полноценно обеспечить температуру и мощность, необходимые для традиционного водяного отопления — многие из них подходят скорее для низкотемпературного обогрева вроде «тёплых полов», либо для работы в качестве дополнительного источника энергии в сочетании с котлом. Поэтому перед покупкой такого агрегата стоит внимательно ознакомиться с его характеристиками.

— Отопление и ГВС. Тепловые насосы, способные работать и на отопление, и на горячее водоснабжение. От описанных выше чисто отопительных моделей, как правило, отличаются наличием встроенного водонагревателя (либо возможностью подключения внешнего).

— Горячее водоснабжение. Тепловые насосы, предназначенные исключительно для ГВС, встречаются относительно редко. Особенностью многих подобных моделей является отсутствие внутреннего блока — агрегат (обычно типа «воздух-вода», см. «Источник») располагается вне помещения и соединяется с установленным внутри водонагревателем косвенного типа.

По ряду причин данный вариант особого распространения не получил.

— Для бассейна. Основным отличием тепловых насосов для бассейна является рабочая температура, которая в хол…од делает насос крайне не эффективными. Второй основной параметр — это температура нагрева теплоносителя, в таких моделях она обычно не выше +40 °С, но на практике такая температура возможна лишь в идеальных условиях. В большинстве моделей наивысшие показатели эффективности достигаются при температурах воздуха от 15° до 27° и температуре подачи воды ~26 °C что комфортно для человека. Как правило, такие модели имеют моноблочную конструкцию, что позволяет подключать подающую и обратную линию непосредственно к тепловому насосу.

Комплектация

— Внутренний блок (гидромодуль). Часть теплового насоса, устанавливаемая внутри помещения. По определению входит в комплект поставки агрегатов «грунт-вода» (см. «Источник») — внутренний блок в данном случае и является собственно тепловым насосом, наружу выводится только коллектор и соединительные трубы. А вот воздушные модели могут не иметь данного модуля.

— Внешний блок. Часть теплового насоса, располагаемая снаружи помещения. Практически не используется в грунтовых моделях, однако является практически обязательным элементом комплектации для агрегатов типа «воздух-вода» — как правило, внешний блок включает и коллектор для отбора тепла. Впрочем, существуют воздушные тепловые насосы с возможностью установки в помещении, с подводом и отводом воздуха по вентиляционным каналам — однако для таких моделей в комплектации указывается только внутренний блок, хотя устройство обычно может устанавливается и снаружи. А есть и вовсе модели моноблоки, сочетающие в себе внутренний и внешний блок в одном корпусе.

— Водонагреватель. Собственное приспособление для нагрева воды и подачи её в систему ГВС; подробнее см. «Водонагреватель». Наличие собственного водонагревателя, с одной стороны, упрощает установку насоса и избавляет от необходимости докупать дополнительное оборудование; с другой. ..— при покупке такого насоса приходится полагаться на выбор производителя, тогда как внешний водонагреватель можно докупить и отдельно.

Макс. тепловая мощность

Наибольшая тепловая мощность, вырабатываемая тепловым насосом — то есть количество тепла, которое он способен «перекачать» снаружи в систему отопления и/или ГВС.

Тепловая мощность является важнейшей характеристикой теплового насоса — она напрямую определяет его эффективность и способность обеспечить необходимое количество тепла. Отметим, что данный показатель указывается для оптимальных условий работы — в частности, довольно высокой наружной температуры. На практике такие условия встречаются редко, поэтому фактическая мощность обычно заметно ниже максимальной; это нужно учитывать при выборе. Существуют специальные формулы для расчёта оптимального значения максимальной тепловой мощности в зависимости от конкретной ситуации.

Тепловая мощность (~ 0 °C)

Тепловая мощность — проще говоря, количество тепла — вырабатываемое тепловым насосом при температуре источника (воздуха или грунта — см.
выше) около 0 °С. Этот показатель более нагляден и приближён к реальности, чем максимальная тепловая мощность (см. выше), поэтому часто он указывается в характеристиках как основной.

Необходимая тепловая мощность зависит от площади и некоторых особенностей помещения, от потребности в горячей воде и ряда других факторов; для её расчёта в специальных источниках можно найти соответствующие формулы.

Макс. мощность охлаждения

Максимальная тепловая мощность, выдаваемая насосом в режиме охлаждения.

При такой работе насос функционирует в обратном цикле — отводя излишек тепла из помещения в окружающую среду, то есть, по сути, играет роль кондиционера. Необходимая мощность охлаждения зависит от площади здания, особенностей его теплоизоляции и некоторых других факторов; способы её расчёта можно найти в специальных источниках. Здесь же отметим, что обычное отопительное оборудование (радиаторы, тёплые полы) для работы на охлаждение не подходит, для этого необходимо использовать специальное оборудование (например, фанкойлы).

Мощность потребления

Электрическая мощность, потребляемая тепловым насосом при работе только на перекачку тепла, без использования догревательного ТЭНа (при его наличии, см. ниже). Отношение тепловой мощности к потребляемой мощности определяет тепловой коэффициент СОР (см. ниже) и, соответственно, общую эффективность агрегата. Также от этого показателя зависит общее энергопотребление (и, соответственно, счета за электричество), а также некоторые требования по питанию и подключению — например, модели с питанием от 220 В и мощностью более чем 5 кВт не могут работать от розетки и требуют специального формата подключения к сети.

Питание

Тип электропитания, используемого тепловым насосом.

— Однофазное (220 В). Подключение к бытовой сети на 220 В. Многие модели с подобным питанием способны работать от обычной розетки, что заметно облегчает подключение. Однако при высокой потребляемой мощности (3,5 кВт и выше) может потребоваться особый способ подключения к сети, розетка тут уже не подойдет.

— Трехфазное (380 В). Питание от сетей 380 В подходит для тепловых насосов любой мощности, в т.ч. для моделей, оснащенных «прожорливыми» догревательными ТЭНами. Кроме того, приборы с таким питанием при постоянной работе фактически потребляют меньше энергии, чем аналогичные по мощности потребления однофазные. В свете этого данный вариант может предусматриваться даже в тепловых насосах невысокой мощности. Недостатком трехфазных сетей является слабая распространенность: если в производственном помещении с такой сетью, скорее всего, проблем не будет, то для частного дома может понадобиться прокладка отдельной линии, например от уличного столба или трансформатора.

Догревательный ТЭН

Мощность догревательного ТЭНа, установленного в устройстве (при наличии такой функции).

Догревательный ТЭН представляет собой электрический нагреватель в виде трубки с нитью накаливания внутри. Такой нагреватель играет вспомогательную роль, он применяется, когда тепловой мощности самого насоса недостаточно — например, при значительном падении температуры снаружи. Главное преимущество ТЭНов состоит как раз в том, что их эффективность не зависит от наружных условий. А основной недостаток заключается в высоком энергопотреблении: если тепловой насос способен «перекачать» значительно больше тепловой энергии, чем потребляет электричества, то тепловая мощность ТЭНа приблизительно равна потребляемой. Именно поэтому в характеристиках указывают мощность ТЭНа вообще, не уточняя, о чем идет речь: указанная цифра соответствует и мощности нагрева, и энергопотреблению. Эти параметры аналогичны соответствующим параметрам самого теплового насоса; подробнее о них см. выше.

Водонагреватель

Тип водонагревателя, которым оснащён тепловой насос с функцией ГВС (см. «Назначение»). Все подобные водонагреватели обычно работают по накопительному принципу — то есть имеют бак, где хранится запас нагретой воды — и, по сути, позволяют тепловому насосу выполнять ещё и функции бойлера. Различие же заключается в месте установки бака и принципах нагрева воды.

— Встроенный.

Водонагреватель, установленный непосредственно в корпусе теплового насоса. Такая конструкция делает систему ГВС менее громоздкой (хотя и увеличивает габариты самого насоса), а также позволяет использовать не только принцип косвенного нагрева (когда тепло передаётся воде из теплообменника), но и догревательный ТЭН (при его наличии, см. выше), что положительно сказывается на эффективности

— Внешние. Водонагреватели, установленные вне корпуса теплового насоса. В отличие от встроенных, могут работать только по принципу косвенного нагрева, из-за чего в целом несколько менее эффективны. В то же время вынос дополнительного оборудования за пределы корпуса уменьшает габариты насоса, да и возможность самостоятельно выбрать место для установки водонагревателя часто оказывается немаловажной.

Объем водонагревателя

Объём накопительного бака водонагревателя, установленного в тепловом насосе. Чем больше этот объём — тем больше горячей воды можно запасти в устройстве, тем меньше риск израсходовать её при интенсивном потреблении.

Существуют формулы, позволяющие рассчитать оптимальный объём водонагревателя в зависимости от конкретной ситуации; их можно найти в специальных источниках.

Мин. рабочая t

Наименьшая температура среды (воздуха или грунта, см. «Источник»), при которой тепловой насос может безопасно и достаточно эффективно выполнять свои функции. Эффективность при минимальной температуре, разумеется, заметно снижается, однако устройство всё равно можно использовать в качестве источника тепла.

Данные о минимальной рабочей t позволяют оценить пригодность насоса для холодного времени года.

Макс. t теплоносителя

Наибольшая температура, до которой насос способен нагреть теплоноситель. Стоит отметить, что достигнуть таких показателей можно при довольно высокой температуре воздуха или грунта. А поскольку тепловые насосы используются в холодное время года, то и фактическая максимальная температура, как правило, оказывается меньше теоретически достижимой. Тем не менее, этот параметр вполне позволяет оценить возможности агрегата или его пригодность для тех или иных задач.

Компрессор

Модель компрессора, установленного в тепловом насосе.

Компрессор является главным элементом, «сердцем» агрегата: именно он обеспечивает циркуляцию теплоносителя по контурам насоса и перенос тепла снаружи в помещение. Зная название компрессора, можно найти подробную информацию о нем и выяснить некоторые особенности теплового насоса в целом. Отметим, что название обычно указывают в том случае, если в устройстве используется высококлассный компрессор, часто — инверторный (с переменной скоростью; это положительно сказывается на эффективности, экономичности и уровне шума).

при t°C наружной

Наружная температура, для которой приводится коэффициент COP. Подробнее об этом коэффициенте и значении наружной температуры см. ниже.

подача t°C

Температура в прямом трубопроводе, для которой указан коэффициент COP. Подробнее об этом коэффициенте см. ниже. А данная температура — это температура теплоносителя на выходе из насоса, при которой достигается приведенное значение COP.

Отметим, что производители нередко идут на хитрость и замеряют COP для сравнительно невысокой температуры (заметно ниже, чем максимальная температура теплоносителя — например, 35 °С для модели с максимумом в 55 °С). Это позволяет приводить в характеристиках довольно внушительные цифры эффективности. Однако при более высоких температурах фактические затраты энергии на единицу тепловой мощности будут больше, и фактический COP будет ниже.

коэффициент COP

Тепловой коэффициент COP (coefficient of performance) является ключевой характеристикой, описывающей общую эффективность и экономичность работы теплового насоса. Он представляет собой соотношение между тепловой и потребляемой мощностью агрегата (см. выше) — проще говоря, сколько киловатт тепловой энергии вырабатывает насос на 1 кВт затраченного электричества. В современных тепловых насосах этот показатель может превышать 5.

Однако стоит учитывать, что фактическое значение COP может быть разным в зависимости от температуры снаружи и температуры подачи. Чем выше разница между этими температурами — тем больше затрат нужно на «перекачивание» тепловой энергии и тем ниже будет COP. Поэтому в характеристиках принято указывать значение COP для конкретных значений температур (а во многих моделях — два значения, для разных вариантов) — это позволяет оценить фактические возможности агрегата.

при t°C наружной

Наружная температура, для которой приводится дополнительный коэффициент COP. Подробнее об этом коэффициенте и значении наружной температуры см. ниже.

подача t°C

Температура в прямом трубопроводе, для которой указан дополнительный коэффициент COP. Подробнее об этом коэффициенте см. ниже. А данная температура — это температура теплоносителя на выходе из насоса, при которой достигается приведенное значение COP.

Отметим, что производители нередко идут на хитрость и замеряют COP для сравнительно невысокой температуры (заметно ниже, чем максимальная температура теплоносителя — например, 35 °С для модели с максимумом в 55 °С). Это позволяет приводить в характеристиках довольно внушительные цифры эффективности. Однако при более высоких температурах фактические затраты энергии на единицу тепловой мощности будут больше, и фактический COP будет ниже.

коэффициент COP

Дополнительный тепловой коэффициент COP, указанный в характеристиках в дополнение к основному. Подробнее о значении этого показателя см. п. «Коэффициент COP» выше. А дополнительный коэффициент указывается для иных рабочих температур, чем основной — это позволяет оценить возможности насоса в разных условиях.

Управление со смартфона

Возможность управления устройством при помощи смартфона / планшета обусловлена наличием встроенного Wi-Fi модуля. Подключив тепловой насос в сеть и настроив необходимые параметры в приложении у Вас будет постоянный до

принцип работы для отопления дома

Меню
  • Главная
  • Рубрики
    • Все о крышах
    • Все о лестницах
    • Фундамент
    • Стены
    • Пол
    • Потолок
    • Отделка
    • Интерьер
    • Тепло в доме
    • Ландшафт
    • Недвижимость
    • Своими руками
    • Инвентарь
    • Интересное
    • Разное
    • Другое
  • Карта сайта
  • Главная
  • Рубрики
    • Все о крышах
    • Все о лестницах
    • Фундамент
    • Стены
    • Пол
    • Потолок
    • Отделка
    • Интерьер
    • Тепло в доме
    • Ландшафт
    • Недвижимость
    • Своими руками
    • Инвентарь
    • Интересное
    • Разное
    • Другое
  • Карта сайта

Что нужно знать?

Содержание

  • 1 Что нужно знать?
  • 2 Принцип работы теплового насоса
  • 3 Вкратце о видах тепловых насосов
  • 4 «Грунт-вода»: как лучше разместить?
  • 5 Принцип работы теплового насоса «Воздух-вода»
  • 6 Насосы «воздух-воздух» и кое-что еще
  • 7 Тепловой насос «Вода-вода»: принцип работы
  • 8 Достоинства и негативные стороны тепловых насосов
  • 9 Тепловые насосы – классификация
    • 9. 1 Насос геотермального типа – принципы устройства и работы
    • 9.2 Использование воды в качестве источника тепла
    • 9.3 Воздух – наиболее доступный источник тепла
  • 10 Тепловой насос – альтернативная система отопления дома
  • 11 Разновидности тепловых насосов и систем
    • 11.1 Грунтовые тепловые насосы
    • 11.2 Водяные тепловые насосы
    • 11.3 Воздушные тепловые насосы
  • 12 Коэффициент эффективности тепловых насосов
  • 13 Применение тепловых насосов в условиях российского климата
  • 14 Применение теплового насоса для охлаждения
  • 15 Тепловой насос для отопления дома принцип работы
  • 16 Отопление тепловым насосом воздух воздух.
  • 17 Тепловые насосы для отопления дома вода вода.
  • 18 Применение теплового насоса для горячего водоснабжения
  • 19 Тепловые насосы со встроенным ТЭНом
  • 20 Особенности и принцип работы ТН
  • 21 Разновидности установок
  • 22 Какой ТН лучше собирать
  • 23 Простейший тепловой насос из оконного кондиционера
  • 24 Делаем геотермальную установку
    • 24. 1 Расчет грунтового контура и теплообменников насоса

Тепловые насосы российского производства для отопления дома 2019

Тепловые насосы российского производства – отличная альтернатива зарубежным. Чем они так хороши и почему стоят дешевле аналогов? Какие российские тепловые насосы достойны внимания и как определиться с изготовителем?

Список производителей со временем будет пополняться, мы будем добавлять новые фирмы и предприятия. Если вам есть что высказать по поводу тепловых насосов из РФ – делайте это в комментариях.

Преимущества российских производителей тепловых насосов

Тепловые насосы в России производят более 20 лет, за это время они стали достойными конкурентами зарубежному оборудованию. Отличительная особенность российских тепловых насосов – хорошее соотношение цены и качества. Их стоимость несколько выше, чем у китайских, но производительность и срок службы приближается к европейским и американским.

Российские производители ориентированы на внутренний рынок. Климат в стране холоднее чем в Европе и Азии, поэтому чаще используют геотермальные установки и тепловые насосы вода-вода. Устанавливать воздушный тепловой насос целесообразно лишь в некоторых регионах, где температуры зимой не опускаются ниже -15, поэтому их в России практически не собирают.

Тем не менее рынок воздушных установок растет. Большую популярность получают тепловые насосы воздух-вода в России, так как они не требуют сложного монтажа. В большинстве регионов их нецелесообразно использовать зимой, но весной, летом и осенью они позволяют существенно сэкономить на отоплении и ГВС.

Еще 10 лет назад потребители не были готовы обустраивать теплонасосное отопление, но ситуация изменилась. Стоимость подключения газа непомерно высока, установка грунтового теплового насоса обходится в два-три раза дешевле. Поэтому по срокам окупаемости, соотношению цена-качество, геотермальный тепловой насос российского производства – хороший вариант.

Компании-производители из РФ набрались опыта, более 10 лет дорабатывали оборудование и расширяли модельный ряд. Сейчас отопление с помощью теплового насоса может быть дешевле, чем обогрев дома газом.

Тепловой насос — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Тепловой насос — устройство для переноса тепловой энергии от источника низкопотенциальной тепловой энергии (с низкой температурой) к потребителю (теплоносителю) с более высокой температурой[1]. Термодинамически тепловой насос аналогичен холодильной машине. Однако если в холодильной машине основной целью является производство холода путём отбора теплоты из какого-либо объёма испарителем, а конденсатор осуществляет сброс теплоты в окружающую среду, то в тепловом насосе картина обратная. Конденсатор является теплообменным аппаратом, выделяющим теплоту для потребителя, а испаритель — теплообменным аппаратом, утилизирующим низкопотенциальную теплоту: вторичные энергетические ресурсы и (или) нетрадиционные возобновляемые источники энергии.

По прогнозам Международного энергетического агентства, тепловые насосы будут обеспечивать 10 % потребностей в энергии на отопление в странах ОЭСР к 2020 году и 30 % — к 2050 году[источник не указан 1151 день]

Общие сведения

Основу эксплуатируемого сегодня в мире парка теплонасосного оборудования составляют парокомпрессионные тепловые насосы, но применяются также и абсорбционные, электрохимические и термоэлектрические.

При использовании обычного отопления при помощи источника энергии, с помощью которого можно получить механическую работу A{\displaystyle A}, количество теплоты Qout{\displaystyle Q_{out}}, поступающее в отопительную систему, равно этой работе Qout=A{\displaystyle Q_{out}=A}.

Если же эту работу использовать для приведения в действие теплового насоса, то получаемая нагреваемым телом теплота Qout{\displaystyle Q_{out}} будет больше, чем совершаемая работа A:Qout>A{\displaystyle A:Q_{out}>A}. Пусть температура воды в системе отопления равна Tout{\displaystyle T_{out}}, а температура окружающей отапливаемое помещение среды равна Tin{\displaystyle T_{in}}, причем Tin<Tout{\displaystyle T_{in}<T_{out}}. Тогда получаемое отопительной системой количество теплоты Qout=AToutTout−Tin=A11−TinTout{\displaystyle Q_{out}=A{\frac {T_{out}}{T_{out}-T_{in}}}=A{\frac {1}{1-{\frac {T_{in}}{T_{out}}}}}}. Таким образом, чем меньше температура отопительной системы Tout{\displaystyle T_{out}} отличается от температуры окружающей среды Tout{\displaystyle T_{out}}, тем больший выигрыш дает тепловой насос по сравнению с непосредственным превращением работы в теплоту[2].

Величину

Геотермальный насос для отопления дома: что это такое, принцип работы

Автор Петр Андреевич На чтение 10 мин. Просмотров 168 Обновлено

Ни для кого не секрет, насколько остро стала проблема экологии в последние годы. Именно поэтому геотермальные тепловые насосы пользуются все большей популярностью у людей неравнодушных, желающих пользоваться альтернативными энергоносителями. Благодаря этой разработке ученым удалось найти способ отапливать жилище в холодные месяцы и нагревать воду круглый год. Причем электроэнергии, газа, угля и дров затрачивать не нужно. А значит, вредных выбросов нет никаких.

Что это и принцип работы геотермального насоса

Тепловой насос – это устройство, преобразующее теплоту Земли в энергию. Данный способ организации отопления частного дома позволяет отказаться от дорогостоящих энергоносителей. Экономия со временем полностью окупает затраты на установку уже в первые сезоны использования. Европа уже давно ищет и внедряет альтернативные методы энергосбережения, чем проявляет заботу об окружающей среде. И нет ни одного повода действовать иначе, тем более, сейчас на рынке нашей страны есть все необходимое.

Применяемых хладогент обладает исключительным свойством, которое заключается в поглощении и отдаче тепла при переходе из одного агрегатного состояния в другое. Если говорить утрировано, принцип работы теплового насоса идентичен холодильной установки. Только главным элементом является теплообменник, который в последнем случае устанавливается на задней стенке.

Схематично геотермальное устройство состоит из трех контуров:

  1. Принимающий низкопотенциальное тепло от источника.
  2. Для циркуляции фреона, меняющего агрегатное состояние.
  3. Водяной, передающий тепло от установки к радиаторам.

Именно фреон в процессе работы принимает тепловую энергию от источника, когда испаряется. И наоборот он отдает ее при конденсации. Если рассматривать работу теплонасоса по циклам, суть принципа действия заключается в следующем:

  1. Хладогент, находящийся в системе в виде жидкости, в испарителе испаряется. Тепло от источника поглощается в результате этого процесса.
  2. Компрессор нагнетает фреон, который сжимаясь, снова переходит в жидкое состояние. При этом накопленная энергия передается теплообменнику.
  3. Вода в отопительном контуре, проходя через теплообменник, нагревается и циркулирует по системе. Доходя до батарей, она отдает тепло в комнату.

При этом достигается большой перепад температуры. Такая схема теплового насоса предполагает, что хладогент охлаждается до 6-10 градусов Цельсия, а к теплообменнику подается уже при +60. Но это находясь под давлением. После отдачи тепла оно сбрасывается (стабилизируется) при помощи дроссельного клапана, и циклы повторяются. Кто знаком с работой холодильной установки заметил, что принцип передачи энергии в данном случае идентичен, хотя цели абсолютно противоположные.