Тепловые насосы для отопления дома: принцип действия, преимущества и разновидности оборудования

Содержание

Тепловые насосы для отопления дома: типы, принцип действия

Тепловые насосы для отопления дома: принцип действия, преимущества и разновидности оборудования

Для поддержания оптимальной температуры воздуха внутри помещения независимо от температуры окружающей среды предназначена система отопления. Это комплекс элементов, которые получают, транспортируют и передают ко всем помещениям определённое количество тепла. Различают теплоносители:

  • первичный – передаёт тепло от системы получения энергии к тепловому носителю;
  • вторичный – передаёт теплоту помещению посредством отопительных приборов.

Система отопления дома – одно из важных и необходимых условий устройства зданий. Включает 3 элемента:

  • источник тепловой энергии;
  • коммуникации (теплопроводы);
  • отопительные приборы (радиаторы).

Бытовые насосы и их виды

Уже более двух тысяч лет человечество использует насосное оборудование. За это время оно постоянно усовершенствовалось и приобрело множество модификаций, из которых можно выделить две основные группы:

  • погружные;
  • поверхностные.

Насосами откачивают воду из скважин, недр земли, колодцев, выгребных ям, увеличивают в гидравлических системах давление воды. Бытовые насосы могут быть с электрическим источником питания, с двигателем внутреннего сгорания или ручными.

Самое главное достижение в использовании насосного оборудования – это возможность полностью исключить необходимость использования твёрдого топлива, газа и других покупаемых источников теплоты.

В Европе владельцы своих домов стремятся к обустройству системы отопления, работающей за счёт природной энергии посредством тепловых насосов. Для отечественного рынка установка таких систем — новинка.

Тепловые насосы могут быть частью интегрированных систем, обогревающих и охлаждающих помещения. Модифицируются ТН (тепловых насосов) в зависимости от источника энергии (вода, земля, воздух).

Устройство теплового насоса

Теплонасос – это холодильник, который переносит тепло изнутри наружу.

Такая система включает:

  • тепловой насос;
  • оборудование забора (геотермальные зонды, коллекторы);
  • систему распределения тепла (радиаторы, тёплый пол, стены).

Тепловой насос состоит из:

  • испарителя;
  • конденсатора;
  • расширительного клапана (расширительного вентиля, понижающего давление за счёт разжижения газа);
  • компрессора (который сжижает газ и повышает давление).

Принцип действия

Общая модель показывает принцип работы системы. Чтобы проще понять весь процесс, будем исходить от простого к сложному. Сначала представим замкнутый контур с газом, приводимым в движение компрессором.

Добавив расширительный клапан, в системе будет образовано две области: с повышенным и пониженным давлением. Будучи сжимаемым, газ нагревается, а при снижении давления – охлаждается.

Причём наиболее высокая температура газа отмечается сразу при выходе из компрессора, а самая низкая температура газа в системе – в точке выхода из расширительного клапана.

Добавив в систему два теплообменника, с одной стороны нагретый газ через теплообменник-конденсатор будет часть тепла отдавать потребителю, с другой – уже охлаждённый посредством теплообменника-испарителя будет поглощать тепло от внешнего источника. Эта модель обладает функциями теплового насоса.

Полноценный вид ТН представляет собой после подключения к источнику низкотемпературного тепла (геотермальным зондам) и системе отопления (радиаторам, тёплым полам и стенам).

В промежуточном контуре циркулирует охлаждающая жидкость (хладагент), температура кипения которого чуть выше -5 °С. В одной части цикла он представляет собой жидкость, а в другой – газ.

Обычно используется фреон. Первоначально он находится в жидком состоянии. По мере нагревания его температура поднимается. Нагреваясь, фреон превращается в газ с температурой около пяти градусов.

Далее по цепи газ поступает в компрессор, сжимающий его. В результате на выходе выделяется максимально возможное для установки количество тепла (от +35 до +60-65°С). После горячий газ поступает в конденсатор, где происходит передача тепла от теплоносителя контурам системы обогрева помещения.

Отдав большую часть тепловой энергии, газообразный фреон поступает в расширительный клапан. Проходя через этот вентиль, резко падает давление и температура, значения которых в точке выхода из клапана имеют наименьшие значения в цикле.

Затем движение повторяет круг.

Альтернативное топливо для тепловых насосов

В таком инженерном решении, как тепловой насос, представлена удивительная возможность получать тепло из неиссякаемых основных природных источников и быть независимым от покупаемых энергоносителей. Солнце нагревает воздух, воду, землю. В любое время года практически повсюду эти источники обладают низкопотенциальным теплом. Так тепловые насосы бывают следующих категорий:

  • грунтовые (грунт-вода);
  • водные (вода-вода);
  • воздушные (воздух-вода).

Грунтовые насосы

Известно, что ниже точки замерзания, почва имеет стабильно положительную температуру (+4-6 ° С). Здесь разработаны два принципа получения тепла для отопления посредством:

  • горизонтального контура;
  • вертикального коллектора.

Горизонтальный геотермальный контур

Требуется в зависимости от типа грунта:

  • площадь от 200 м2 и более;
  • котлован глубиной от 1,2 до 2 м.

Слишком глубоко земля не накапливает тепло, и нет необходимости копать траншеи глубже.

Полиэтиленовые трубы укладываются в зависимости от участка горизонтальной змейкой (петлей, улиткой) в траншеи, заполняются антифризом (незамерзающей жидкостью), опрессовываются, закапываются.

Общая длина контура ориентировочно рассчитывается как 5 м. п. трубы на 1 м2 площади отапливаемого дома. Возможно использование спиральной укладки, что немного экономит площадь. Недостатки:

  • требует больших площадей;
  • больших материальных затрат;
  • нет функции пассивного охлаждения;
  • снижение температуры к концу отопительного сезона;
  • уменьшение теплоотдачи в зависимости от длины трубопровода;
  • усадка грунта не менее одного года;
  • запрещены посадки растений с развитой корневой системой;
  • нежелательны постройки на занимаемой территории.

Плюсы.

Такой способ считается максимально эффективным. В среднем, отдача с 1 м2 варьируется от 30 до 65-75 Вт в любых условиях окружающей среды. При отсутствии возможности занимать довольно большую территорию под укладку труб, стоит рассмотреть вариант с использованием вертикальных контуров.

Вертикальные зонды

Данный способ предполагает бурение нескольких скважин глубиной от 20 метров. На таком расстоянии от поверхности земля начинает нагреваться и имеет температуру от 8-10° С и больше. Зависит глубина бурения от:

  • месторасположения строения;
  • типа грунта.

Такой вариант устройства системы теплового насоса для отопления сооружения характеризуется:

  • значительными подготовительными и организационно-техническими работами;
  • наибольшими капитальными вложениями;
  • большой занимаемой площадью (при бурении нескольких скважин, минимальное расстояние между ними не должно превышать 8 метров);
  • таким недостатком, как постепенное снижение теплоотдачи с течением времени при большой глубине скважин;
  • погонной теплоотдачей 50-60 Вт.

Кластерное бурение

Существует технология бурения скважин, не требующая таких больших площадей. Это кластерное бурение. Здесь отличие в том, что под скважину отводится до 4 м2, размещена она может быть и под домом. Геотермальные тепловые насосы предусматривают использование труб:

  • полимерных;
  • коррозионно-стойких металлических.

Второй вариант более дорогой, но здесь выше показатели теплоотдачи с 1 м. п. за одинаковый отрезок времени, а также есть возможность уменьшить глубину скважин. Срок эксплуатации таких ТН (тепловых насосов) – 50-70 лет.

Насосы системы типа «вода-вода»

В холодное время года вода имеет вполне тёплую температуру +5-7° С. Работа таких ТН основана на использовании открытых скважин для забора и сброса грунтовых вод. На практике применяются два способа:

  • полимерные трубы, утяжелённые грузом, укладываются на дно водоёма. Производительность примерно 30 Вт с 1 п.м. Такой способ относительно проще в выполнении, но требует большой длины контура;
  • использование скважины-колодца, из которой энергия поступает в отопительную систему, и скважины для отвода остывшей воды.

Воздушные тепловые насосы

Системы воздушных ТН гораздо дешевле и проще, но менее эффективны. Различают два варианта таких насосов:

Сплит

Представлен наружным и внутренним боксами:

  • первый включает вентилятор и испаритель;
  • второй – конденсатор и систему автоматического управления. Расположение компрессора возможно в любом из боксов.

Моно

Составляющие комплектующие помещены в одном блоке. Монтируется система как внутри помещения, так и снаружи. Долговечность воздушных ТН около 20 лет.

Преимущества выбора системы отопления тепловым насосом

Установка таких систем для отопления дома отличается:

  • низким энергопотреблением (характеризуется теплоотдачей 3-7 кВт на 1 кВт затраченного электричества);
  • автономностью – нет необходимости подавать топливо и прокладывать тепловые коммуникации;
  • универсальностью – сочетание функций отопления и охлаждения;
  • безопасностью – не взрывоопасна, не выделяет СО2;
  • надёжностью – управляется автоматикой и проста в обслуживании;
  • долговечностью – срок службы прибора 20-70 лет;
  • комфортностью – бесшумна, не бывает скачков температуры и влажности;
  • экологичностью – выбросы не загрязняют природу.

Выбор в пользу установки теплового насоса при отсутствии рядом газопровода – это наиболее оптимальное решение.

А грамотные предварительные расчёты по проектированию дома, предусматривающие устройство тёплых полов и стен, использованию теплоизоляционных материалов в строительстве ограждающих конструкций, по выбору типа теплового насоса в комплексе даст максимальный эффект от эксплуатации дома.

  • Вадим Николаевич Лозинский
  • Распечатать

Источник: https://kotel.guru/alternativnoe-otoplenie/teplovye-nasosy/princip-deystviya-teplovyh-nasosov-dlya-otopleniya-doma.html

Принцип работы теплового насоса для обогрева дома

Тепловые насосы для отопления дома: принцип действия, преимущества и разновидности оборудования

Тепловой насос — это устройство, которое считается хорошей альтернативой стандартному отоплению дома. Прибор неплохо зарекомендовал себя и широко применяется во многих европейских странах.

Такое устройство может установить каждый желающий, но для этого нужно знать принципы работы теплового насоса.

С его помощью не только уменьшаются затраты на обогрев помещения, но и снижается негативное влияние на окружающую среду.

Описание теплового насоса

Перед началом монтажа необходимо изучить устройство, его преимущества и недостатки. Тепловой насос для отопления дома работает как холодильник или кондиционер. Единственным отличием будет вырабатывание тепла, а не холода. Установка очень экономична и работает при минимальном количестве потерь энергии.

Существует несколько разновидностей таких тепловых приборов. Все они немного отличаются друг от друга, но имеют и много общего. Разные виды подобных приборов состоят из 3 основных компонентов:

  • тепловой насос с компрессором;
  • накапливающий энергию зонд;
  • система отопления помещения с теплообменной камерой.

Последние две составляющие представляют собой набор радиаторов и труб. Зонд имеет форму, напоминающую змеевик.

Все особенности устройства заключаются в насосе. Он состоит из нескольких основных частей:

  • компрессор;
  • капилляр;
  • испаритель;
  • хладагент;
  • терморегулятор;
  • конденсатор.

Принцип работы насоса заключается в получении энергии от природных источников, её преобразование в тепло и подачи в систему, установленную в помещении.

Разновидности установок

В зависимости от первичного источника тепла выделяется несколько видов устройств. Все они используют для передачи энергии различные стихии, такие как вода, воздух или земля.

По этому признаку их подразделяют на три вида:

  1. Геотермальные. В качестве источника применяется грунт. Наиболее часто используемый вариант, который позволяет применять тепло, накопленное за летние месяцы. Существует два способа сбора энергии: горизонтальный и вертикальный. Первый представляет собой трубу с постоянно циркулирующим в ней теплоносителем, а второй — целую систему, погружённую на глубину до 150 метров. Достоинствами геотермальных установок считаются стабильная температура на протяжении всего периода обогрева и относительно невысокая цена.
  2. Гидротермальные. В качестве теплового источника применяется вода любого незамерзающего водоёма, канализационная или грунтовая. Первый вариант считается самым эффективным и экономичным. Это достигается благодаря высокой температуре теплоносителя, который постоянно циркулирует в трубах, помещённых на дне ставка или озера. Аналогично можно использовать и канализационные стоки. Для грунтовой гидротермальной установки применяется вода из скважин или колодцев.
  3. Аэротермические. Это самая простая и доступная система отопления. Она не требует дополнительного дорогостоящего оборудования и может быть обустроена практически в любом доме. Принцип действия такого насоса заключается в поступлении воздуха из окружающей среды к испарителю. Там его тепло преобразуется и передаётся хладагенту, который отправляет горячую жидкость во внутреннюю систему помещения. Способ отличается высокой производительностью и экономичностью.

Кроме этого, по типу монтажа насосы делятся на открытые и закрытые. Принцип их действия схож и отличается только несколькими нюансами.

Для каждого конкретного случая выбирается тот или иной прибор исходя из возможности установки, рентабельности и невысокой цены. Вне зависимости от вида общий принцип действия теплового насоса не меняется. Это даёт возможность подбирать оптимальный вариант устройства.

Достоинства и недостатки

Каждый вид насоса имеет свои преимущества и недостатки. У одних они очевидны и не вызывают сомнений, у других — менее заметны.

К достоинствам теплового насоса следует отнести такие:

  1. Экономичность. Из-за высокого КПД требуется минимальное количество затрачиваемой энергии. В среднем для получения 5 кВт тепла нужно потратить не более 1 кВт электричества. Такие показатели гораздо выше, чем у любых других тепловых установок.
  2. Универсальность. В одном приборе есть возможность сочетать не только отопление дома или квартиры, но и  охлаждение, а также нагрев воды.
  3. Автономность. Система способна работать без постоянной подачи какого-либо топлива.
  4. Высокий уровень безопасности. Тепловой насос устроен так, что все его составные части не нагреваются до потенциально опасных температур. Кроме этого, установка не выделяет вредный для человека угарный газ.
  5. Надёжность. Весь процесс управления осуществляется за счет работы автоматики, вероятность возникновения каких-либо ошибок или нестандартных ситуаций сведена к минимуму.
  6. Долговечность. При правильной эксплуатации прибор способен эффективно работать на протяжении 30−50 лет. Этот показатель намного выше, чем у других систем отопления.
  7. Минимальное количество необходимого свободного места. Все основные составляющие устройства находятся под землёй, что позволяет сэкономить пространство.
  8. Комфорт. Во время работы теплового насоса не наблюдаются резкие перепады температуры или влажности, что положительно сказывается на самочувствии жильцов дома. Кроме этого, прибор выполняет поставленные задачи практически бесшумно.
  9. Экологичность. Это одно из главных преимуществ устройства. Благодаря ему можно не только свести к минимуму выбросы вредных веществ в атмосферу, но и сохранить окружающую природу.
  10. Отсутствие необходимости получать разрешения. При установке теплового насоса не нужно согласовывать свои действия с какой-либо инстанцией.

Несмотря на большое количество преимуществ, существуют и некоторые недостатки. Как правило, они связаны с повышенными затратами на оборудование или особыми условиями окружающей среды.

К отрицательным моментам относятся такие:

  1. Неэффективность в регионах, где температура редко превышает 0°С.
  2. Плохо работает в местах, где часто стоит безветренная погода.
  3. Сложность монтажа. В некоторых случаях выполнить установку практически невозможно.
  4. Высокая стоимость устройства.

Принцип работы устройства

Принцип работы теплового насоса для отопления дома довольно прост, и в нём может разобраться даже человек, никогда не занимавшийся подобными вопросами.

Весь процесс протекает в несколько этапов:

  1. Специальная незамерзающая смесь (соединение обыкновенной воды и гликоля) подаётся в коллектор.
  2. Там тепловая энергия поглощается и переносится к насосу.
  3. В испарителе она передаётся фреону, благодаря которому нагревается до +8°С.
  4. Затем смесь постепенно закипает и превращается в горячий пар, температура которого может колебаться от 60° до 70°С.
  5. Установленная в помещении система отопления получает тепло через конденсатор.
  6. Там фреон очень быстро охлаждается и снова становится жидкостью. При этом вся выделяемая энергия поступает в квартиру или дом.
  7. После этого жидкость возвращается в коллектор.
  8. Цикл повторяется.

Лучше всего насос работает, если в доме есть тёплые полы. Так обогрев выполняется более равномерно, что позволяет избежать большой разницы температур. При этом варианте можно сэкономить до 20% энергии в год, что значительно снизит финансовые затраты на отопление.

Изготовление насоса своими руками

Если нет возможности купить дорогостоящее оборудование, то можно постараться сделать его своими руками. Самодельное устройство подходит только для небольших домов и помещений, так как способно обогреть ограниченную жилую площадь.

Чтобы сделать тепловой насос, необходимо выполнить несколько этапов работы:

  1. Приобретённый компрессор надёжно закрепляется на стене. Идеальным вариантом будет прибор, предназначенный для кондиционера.
  2. Затем изготавливается конденсатор. Для этого из отрезка медной трубы толщиной более 1 мм формируется змеевик.
  3. Он фиксируется в пластиковом или металлическом корпусе.
  4. После этого две половинки бака свариваются между собой. Обязательно нужно дополнительно укрепить изделие при помощи резьбового соединения.
  5. На стене монтируется испаритель.
  6. На следующем этапе работы производится окончательный монтаж устройства. Он предусматривает пайку медной трубы и закачку фреона. Все эти операции следует выполнять только при наличии опыта подобной работы. В противном случае необходимо обратиться к квалифицированному специалисту. Такие меры предосторожности помогут избежать поломки теплового насоса и снизят риск получения какой-либо травмы.
  7. Готовая конструкция подключается к системе отопления, которая располагается внутри жилого помещения.
  8. Затем монтируется наружный контур. Для каждого вида устройства соблюдается определённый порядок действий.
  9. Прибор тестируется и подготавливается к работе.

Перед его пуском обязательно нужно проверить состояние проводки в доме или квартире. При обнаружении каких-либо проблем необходимо их устранить. Сделать это можно самостоятельно или с помощью опытного электрика.

Тепловой насос — это очень полезное устройство, которое позволяет не только сэкономить большое количество денежных средств, но и уберечь окружающую среду от негативного воздействия. При правильном подходе к делу и соблюдении всех рекомендаций профессионалов можно максимально быстро выполнить монтаж оборудования и начать пользоваться прибором.

Источник: https://kaminguru.com/sistema-otoplenija/princip-teplovogo-nasosa.html

Тепловой насос воздух-воздух для отопления: оборудование для частного дома и принцип действия

Тепловые насосы для отопления дома: принцип действия, преимущества и разновидности оборудования

Автономные системы отопления воздухом приобретают большую популярность. Дешевый теплоноситель, минимальные затраты на обустройство – положительные качества конструкции. Минус в счетах на оплату электроэнергии, но если применить тепловой насос воздух воздух, недостаток можно практически свести к нулю. Использование оборудования позволяет снизить расходы в 3-5 раз.

Что такое тепловой насос типа воздух-воздух?

Конструкционно воздушный тепловой насос (ТН) выглядит как сплит-система из двух блоков – наружного и закрепляемого внутри помещения. Также схож принцип работы, но с отличием в способности ТН прогревать помещение.

Стоит знать! Производители предлагают тепловые насосы с регулировкой систем и настройкой для нагревания и кондиционирования воздушных потоков.

Виды тепловых насосов

Линейка товаров различается по марке, мощности, наличию дополнительных приборов, функционала.

Модели могут дополняться:

  • приборами для фильтрования, чистки, обеззараживания потоков воздуха;
  • устройствами косвенного нагрева;
  • электрогенератором;
  • блоками автоматического управления, настройки.

Также в схему интегрируются ионизаторы, озонаторы и другие агрегаты для поддержания комфортного микроклимата в помещении.

Если выбирается отопление воздух воздух для дома, офиса, наиболее качественными считаются приборы от японских изготовителей, которые дополнительно оборудованы устройствами извлечения низкопотенциальной энергии из воздуха, что существенно снижает затраты на обслуживание схемы.

К популярным моделям относятся:

  1. Daikin. Схема доступна для интеграции в систему «умный дом», в наличии автоматический контроль регулировки с фиксацией для установки комфортной подачи теплоносителя. Товарная линейка предложена для жилых домов, помещений коммерческого, производственного назначения, в наличии системы с подогревом/охлаждением.
  2. Mitsubishi. Модель Zubadan отличается высоким уровнем рабочих параметров и сниженным расходом электрической энергии, способна работать при внешних температурах до -25 С.

Подбор насоса теплового осуществляется с учетом требований системы отопления воздушного типа, а также предпочтений пользователя.

Преимущества и недостатки

К плюсам относят:

  • Экологичность. Отопление тепловым насосом воздух-воздух не требует обустройства системы твердотопливными котлами, то есть нет нужды сжигать дрова, жидкое топливо – энергия добывается из воздуха.
  • Универсальность. Посредством применения ТН можно как нагревать, так и охлаждать помещения без покупки, применения дополнительных агрегатов.
  • Монтаж. Справиться с установкой оборудования под силу домашнему мастеру без особого опыта. В комплекте уже идут все расходные элементы и блоки, а при наличии некоторого навыка можно собрать агрегат из подручных материалов.
  • Безопасность. Нет ни одного элемента, который может привести к возгоранию, поэтому даже при нарушениях функционала системы не будет значительных последствий.
  • Высокая энергоэффективность. Коэффициент теплоотдачи составляет 4-5 кВт при потреблении всего 1кВт электрической энергии.
  • Длительный срок пользования. При соблюдении правил монтажа, эксплуатации приборы прослужат очень долго, а цена оборудования от заводского поставщика доступна для любого пользователя.

Чтобы организовать теплоподачу, необходимо правильно закрепить оборудование для воздушного отопления по модулям – внешний монтируется на фасаде, а внутри комнаты устанавливается прилагаемый в комплекте конвектор. Если необходимо подавать тепло в разные комнаты, то система дополняется воздуховодами. Для поддержания конструкции в рабочем состоянии необходима регулярная чистка и техническое обслуживание всех элементов.

Что касается недостатков, то их немного – оборудование шумит при работе, причем чем больше потребляется энергии, тем выше уровень шума. А увеличиваются затраты энергии при понижении температуры за окном.

Также следует знать, что при снижении показателя термометра от -15 С, эффективность ТН падает, поэтому систему следует оснастить резервным источником нагрева, особенно важно это для регионов с холодными зимами.

Принцип действия и общие характеристики

Рассматриваемая схема отличается простым функционалом:

  1. Холодный воздух с улицы нагревается в процессе прохождения через ребра теплообменника, где испаряется фреон и воздушные массы получают нужную тепловую энергию. Этот прибор размещен снаружи в блоке, который монтируется на фасаде.
  2. Далее газ направляется в компрессор, сжимается до состояния конденсата. И теперь конденсат оседает во втором теплообменнике, расположенном уже во внутреннем блоке системы.
  3. Конденсат переходит в жидкое состояние, при этом хладон передает тепловой заряд воздушным потокам, прогоняемым через конденсатор под воздействием центробежного вентилятора.
  4. При переходе вещества через расширительный клапан, показатель давления жидкого фреона снижается, хладагент перемещается в испаритель и цикличность возобновляется.

Таким образом получается, что система воздушного отопления является замкнутой и цикличной.

Но таковы общие принципы работы схемы агрегатов по инверторной технологии, контроллер позволяет задавать индивидуальные программы снижения или повышения производительности оборудования.

Достигается свойство особенностями процесса сжимания фреона в газообразном состоянии – компрессор может добавлять тепло к заряду, полученному рабочим телом от наружного воздуха, что позволяет регулировать показатели температуры потоков воздуха.

Расчет и выбор теплового насоса

Стандартная формула 0,7 кВт на 10 м2 применяется при просчете мощности любого оборудования. Так, пользователь без сложных математических формул получает примерный показатель мощности прибора.

К примеру, для прогревания дома площади 200 м2 с постоянным проживанием (учитывается средний показатель потерь тепла при отсутствии явных щелей), с высотой потолков до 270 см достаточно агрегата мощностью в 14 кВт. Если в схему интегрируется бак для подачи ГВС, то к параметру мощности нужно добавить 15-20%.

Такой насос сможет прогреть потоки воздуха до +23 С в течение всего холодного сезона, причем затраты на отопление значительно снижаются.

Выбирая ТН, нужно учитывать показатели мощности, производительности, простоту установки и цену агрегатов. Стоимость повышается при наличии дополнительных устройств для охлаждения воздушных потоков, встроенных баков для воды, ионизаторов, увлажнителей и прочего.

Система отопления с тепловым насосом

Тепловые насосы воздух-воздух могут применяться для обогрева отдельного помещения или являться основным узлом автономной системы отопления частного дома.

При этом газовый, электрический котел превращается в резервный источник нагрева, включать его рекомендуется при значительном понижении внешней температуры.

Профессионалы рекомендуют применять оборудование для воздушного отопления частного дома при создании локальных тепломагистралей.

Вся конструкция отличается компактностью, при этом тепловые насосы удобно интегрируются в уже функционирующую схему, например, с жидким теплоносителем, принимая на себя значительные или полные нагрузки. Гибкая подача тепла с возможностью регулировки микроклимата, а также простота замены одного прибора без нарушения работы всей системы – плюсы.

Но есть у локальной схемы и минусы:

  • направить потоки нагретого воздуха без системы воздуховодов невозможно, а обустройство трубопровода не всегда выгодно в экономическом плане;
  • суммовая эффективность приборов меньше, чем при применении одного мощного котла;
  • монтаж нескольких наружных блоков может испортить эстетику фасада;
  • ограничения протяженности трассы, связывающей наружный и внутренний блок, не позволяют использовать ТН повсеместно;
  • от идеи оборудования автономной схемы отопления для большого количества комнат внутри одного строения небольшого формата придется отказаться – это невозможно по техническим причинам.

Если тепловой насос воздух-воздух применяется при обустройстве централизованной системы отопления, недостаток только в высверливании дырок для крепления воздуховодов.

Рассмотрев минусы, нужно отдать должное плюсам, которых намного больше:

  1. Есть возможность контроля температуры нагрева в любой комнате, всем помещении. Также система позволяет интегрировать в схему оборудование для очистки, увлажнения, ионизации.
  2. При соблюдении технологии монтажа контроль притока/вытяжки воздушных потоков обеспечивает снижение теплопотери. Для устранения недостатка применяются системы рекуперации.
  3. К плюсам относится простота обслуживания приборов. Например, при значительных понижениях внешней температуры прогреть один блок намного проще, чем отогревать весь трубопровод магистрали.

На заметку! В регионах с аномальными понижениями температуры специалисты рекомендуют продумать воздухоподготовку с применением почвенного теплообменника. Система требует правильного размещения и расчетов, но обеспечит работу ТН при любых заморозках.

Комплектующие системы воздушного отопления

Система оборудования для воздушного отопления включает внутренний и внешний блоки, контур для перемещения хладагента, вентилятор с функцией нагнетания воздуха и трубопроводы (каналы) для транспортировки потоков воздуха.

Для обустройства локальной системы нужны только 2 блока, один из которых устанавливается на крышу строения, второй монтируется внутрь помещения. Лучше выбирать точку, удобную для выхода тепловых потоков и перемещения по комнате с высокой эффективностью.

Важно! Вентиляторы и воздуховоды требуются при обустройстве централизованной магистрали. Необходимо просчитать длину каналов, определиться с точками монтажа и мощностью приборов. Составление проекта требует опыта, поэтому работы поручаются профессионалам.

Области применения воздушной системы отопления

Свойства быстро очищать воздух и прогревать помещения локально объясняют популярность воздушного отопления в промышленных, производственных помещениях, офисах. Локальные конструкции в частных домах необходимы при перебоях с топливом, электричеством.

Простой расчет показывает, что при подведении газопровода к участку пользователь затратит не менее 10500$, при этом предполагаются дальнейшие вложения на обустройство системы трубопроводов, котла, поддержание работы насоса.

В этом случае тепловой насос воздух-воздух обойдется намного дешевле, работать будет с первой минуты подключения системы и гарантирует пожизненное снижение затрат.

А вот электрический, газовый или твердотопливный котел может стать резервным источником, подключаемым только при значительном похолодании.

Источник: https://dizain-vannoy.ru/sistema-otopleniya/sistemy-otopleniya/parovoe-vozdushnoe/teplovoy-nasos-vozduh-vozduh.html

Принцип работы и устройство теплонасосов – полный обзор. Жми!

Тепловые насосы для отопления дома: принцип действия, преимущества и разновидности оборудования

Отдельным видом независимого домашнего отопления служат тепловые насосы. Их работа заключается в извлечении тепловой энергии из окружающей среды и направлении ее в помещение.

Оборудование наделено высокими экологическими и экономическими показателями. За рубежом подобные системы отопления используются давно. На отечественный рынок насосы начали внедрять недавно.

Область применения

Воздушный насос, установленный около дома

При постановке задачи об эффективном использовании установки, подразумевается полный отказ от сжигания органического топлива для получения тепла.

Тепловым насосом можно обеспечить горячее водоснабжение фермерских и жилых объектов, расположенных далеко от центральных коммуникаций.

Установка поможет в организации отопления отдельно стоящих на трассе АЗС и пунктов питания.

Обратите внимание: тепловые насосы могут подавать не только тепло, но и холод.

Хорошо зарекомендовали себя насосы, работающие в напольной системе водяного отопления с температурой конденсатора до 40С. Широко стали использовать оборудование для отопления помещений совместно с фанкойлами.

По внешнему виду устройство напоминает кондиционер и состоит из теплообменника с вентилятором, характеризуется высокой теплоотдачей и может работать при пониженных температурах.

Устройство

Принципиальная схема теплового насоса. (Для увеличения нажмите)

Состоит насос из следующих узлов:

  1. Не менее двух теплообменников. Первый теплообменник – испаритель, накапливает тепло из окружающей среды. Второй – конденсатор отдает тепло в систему отопления.

  2. При подключении к насосу нескольких теплообменников для накопления тепла из разных источников устанавливают контролер. Он автоматически выбирает более эффективный источник тепла и направляет его на вход насоса.
  3. Регулирует температуру в системе термостат.

    При нагревании или охлаждении до заданных параметров устройство отключает или подключает теплообменники.

  4. Терморегулятор служит для отключения подачи электроэнергии от теплового насоса при достижении в доме заданной температуры.
  5. Компрессор сжимает газ хладагент в системе для повышения температуры.

  6. Капилляр – клапан, через который проходит жидкий хладагент перед попаданием в испаритель.

Схема работы теплонасоса. (Для увеличения нажмите)

Независимо от типа насоса принцип работы его одинаков. Тепло окружающей среды попадает в испаритель и нагревает хладагент до 7С.

Достигая температуры кипения 10С хладагент становиться газообразным. После отдачи тепла газ переходит в жидкое состояние и опять направляется по контуру для дальнейшего подогрева.

Более подробно весь процесс выглядит так:

  1. При закипании хладагент направляется по трубопроводу в электрический компрессор.
  2.       Пребывая в газообразном состоянии, хладагент сжимается компрессором до высокого       давления. Это создает еще большее повышение температуры.

  3. С компрессора горячий газ направляется в конденсатор, где нагревается теплоноситель отопительной системы дома.
  4. Отдав в конденсаторе тепло, газ переходит в жидкое состояние и через капилляр попадает в испаритель.

На этом полный цикл завершается, и хладагент начинает проходить повторный виток.

Классификация

Абсорбционный агрегат

Устройство насоса для отопления позволяет использовать его в разных условиях. Оптимальные температуры бесперебойной работы составляют от -30С до +35С.

Насосы классифицируются на несколько видов:

  • компрессионные агрегаты получают тепло от механической и электрической энергии;
  • абсорбционные модели непосредственно используют сам источник тепловой энергии и передают тепло, экономя электроэнергию и топливо;
  • геотермальный тепловой насос получает тепловую энергию от воды и грунта;
  • воздушный тип потребляет тепло воздуха;
  • агрегат вторичного тепла собирает тепловую энергию с канализации, отопления и др.

Типы геотермальных моделей

Геотермальный насос

Агрегаты геотермального класса открытого типа нагревают проходящую сквозь них воду.

После охлаждения в системе вода сливается в открытый грунт.

Бесперебойно открытая система работает с большим объемом воды.

Насосы с системой замкнутого типа подразделяются на такие классы:

  • с горизонтальной установкой коллектора. Его укладывают кольцами в вырытом котловане ниже уровня промерзания грунта;
  • с вертикальной установкой коллектора на глубине до 200 м;
  • с водным размещением коллектора в водоеме ниже уровня замерзания воды.

Система грунт-вода

В зависимости от места установки входных и выходных контуров, теплонасосы для отопления классифицируют по видам:

  • в системе грунт-вода теплоносителем служит вода. Внешний контур укладывают горизонтально или вертикально в грунт.

    Возможно его размещение в водоеме;

  • наружный контур в системе вода-вода устанавливают в водоем или скважину. Для наполнения внутреннего контура используют воду;
  • система воздух-вода работает от тепловой энергии воздуха;
  • система воздух-воздух напоминает работу кондиционера.

    Во внешний контур поступает воздух из окружающей среды и после подогрева попадает в воздушную систему отопления.

Назначение и принцип действия

Достаточно интересным является тот факт, что в переводе с японского слово «zubadan» буквально означает «достаточно сильный обогрев». И тепловое оборудование этой компании в полной мере оправдывает свое название.

Насосы Mitsubishi Electric обеспечивают стабильную поставку тепловой энергии для обогрева жилища даже при значительном понижении температуры наружного воздуха.

Достигается это благодаря тому, что компрессор теплового насоса оборудован дополнительным инжекторным входом, который при понижении температуры добавляет в систему хладагент для поддержания постоянной теплопроизводительности.

Такие замечательные технические характеристики тепловых насосов Mitsubishi Electric Zubadan позволяют их использовать при монтаже отопительных систем в загородных коттеджах, в квартирах, а также различного рода промышленных помещениях.

Особенности

К преимуществам конструкции оборудования этой торговой марки можно отнести следующие важные моменты:

  • тепловые агрегаты Митсубиси относятся к классу систем типа «воздух – воздух», иначе говоря, наружный воздух подогревается и непосредственно передается в помещение;
  • конструкция оборудования этого вида позволяет безупречно работать в температурном диапазоне от — 25 0С до +45 0С;
  • управление тепловым насосом Mitsubishi Zubadan осуществляется в инвертортном режиме;
  • компрессор устройства заправлен чистым фреоном марки R410A;
  • в рабочем режиме агрегат Зубадан имеет достаточно низкий уровень шума;
  • насос этой серии одинаково хорошо работает как на обогрев, так и на охлаждение;
  • температура в помещении контролируется с помощью с помощью датчика 3D I See;
  • для очистки воздуха и устранения неприятных запахов тепловой насос Zubadan обрудован специальным фильтром модели «двойная плазма» и генератором анионов.

К дополнительным возможностям тепловых насосов Зубадан смело можно отнести дополнительные факторы:

  • эксплуатация оборудования этой серии абсолютно безопасна;
  • при установке агрегата Митсубиси значительно экономятся денежные средства.

Ознакомившись с техническими характеристиками теплового насоса Mitsubishi Electric Zubadan можно смело утверждать: установка оборудования этой марки является наиболее выгодным и целесообразным вариантом отопительной системы для вашего уютного жилища.

Смотрите видеообзор тепловых насосов Mitsubishi Zubadan с выставки оборудования для отопления 2015 года:

  • DmitriiG
  • Распечатать

Источник: https://6sotok-dom.com/dom/otoplenie/teplonasosy-princip-dejstviya.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.