Своїми руками самодельный тепловой насос вода-вода cop3

Подбор прибора

Ответственный момент – это правильно рассчитать мощность устанавливаемого насоса. Здесь учитывается два показателя:

• объем перегоняемой массы воды, м³/ч;
• напор, измеряемый в метрах.

Сделать правильный расчет, если вы в этом деле неспециалист, очень сложно. Здесь приходится учитывать сложность схемы разводки трубных магистралей, количество радиаторов и запорной арматуры, мощность отопительного котла, материалы, из которых изготовлены трубы и другие приборы отопления. Поэтому этот этап лучше всего переложить на плечи профессионала.

Если все-таки вы решили взять ответственность на себя, тогда лучше всего приобрести насос, в котором можно переключать скорости перемещения теплоносителя.

Выбор типа теплового насоса

Основным показателем этой системы обогрева является мощность. От мощности в первую очередь будут зависеть и финансовые затраты на покупку оборудования и выбор того либо иного источника низкотемпературного тепла. Чем выше мощность тепловой насосной системы, тем больше стоимость комплектующих элементов.

В первую очередь имеется в виду мощность компрессора, глубина скважин для геотермических зондов, либо площадь для размещения горизонтального коллектора. Правильные термодинамические расчеты являются своеобразной гарантией того, что система будет эффективно работать.

При наличии рядом с личным участком водоема наиболее рентабельным и производительным выбором станет тепловой насос вода-вода

Для начала следует изучить участок, который планируется для монтажа насоса. Идеальным условием будет наличие на этом участке водоема. Использование варианта типа вода-вода значительно сократит объем земляных работ.

Использование тепла земли напротив предполагает большое количество работ, связанных с выемкой грунта. Системы, которые в качестве низкопотенциального тепла используют водную среду, считаются наиболее эффективными.

Устройство теплового насоса, извлекающего тепловую энергию из грунта, предполагает проведение внушительного количества земляных работ. Закладывается коллектор ниже уровня сезонного промерзания

Использовать тепловую энергию грунта можно двумя способами. Первый предполагает бурение скважин диаметром 100-168 мм. Глубина таких скважин, в зависимости от параметров системы, может достигать 100 м и более.

В эти скважины помещают специальные зонды. При втором способе используется коллектор из труб. Такой коллектор размещается под землей в горизонтальной плоскости. Для этого варианта необходимо достаточно большая площадь.

Для укладки коллектора идеальными считаются участки с влажным грунтом. Естественно, бурение скважин обойдется дороже, нежели горизонтальное расположение коллектора. Однако не на каждом участке есть свободные площади. На один кВт мощности теплового насоса нужно от 30 до 50м² площади.

Сооружение для забора тепловой энергии одной глубокой скважиной может оказаться немногим дешевле рытья котлована

Но веский плюс заключается в существенной экономии места, что важно для владельцев небольших участков. В случае с наличием на участке высоко залегающего горизонта грунтовых вод, теплообменники можно устроить в двух расположенных на расстоянии около 15 м друг от дружки скважинах

В случае с наличием на участке высоко залегающего горизонта грунтовых вод, теплообменники можно устроить в двух расположенных на расстоянии около 15 м друг от дружки скважинах.

Отбор тепловой энергии в таких системах путем перекачивания грунтовой воды по замкнутому контуру, части которого расположены в скважинах. Такая система нуждается в установке фильтра и периодической чистке теплообменника.

Самая простая и дешевая схема теплового насоса основана на извлечении тепловой энергии из воздуха. Некогда она стала базой для устройства холодильников, позже согласно ее принципам разработаны были кондиционеры.

Самая простая тепловая насосная система получает энергию из воздушной массы. Летом она участвует в отоплении, зимой в кондиционировании. Минус системы в том, что в самостоятельном исполнении агрегат с недостаточной мощностью

Эффективность различных типов данного оборудования не одинакова. Наименьшими показателями обладают насосы, использующие воздушную среду. К тому же эти показатели напрямую зависят от погодных условий.

Грунтовые разновидности тепловых насосов имеют стабильные показатели. Коэффициент эффективности данных систем варьируется в пределах 2,8 -3,3. Наибольшей эффективность обладают системы вода-вода. Это связано, в первую очередь, со стабильностью температуры источника.

Надо заметить, что чем глубже расположен в водоеме коллектор насоса, тем стабильнее будет температура. Для получения мощности системы в 10КВт, необходимо около 300 метров трубопровода.

Основным параметром, характеризующим эффективность работы теплового насоса, считается его коэффициент преобразования. Чем выше коэффициент преобразования, тем эффективнее считается тепловой насос.

Коэффициент преобразования теплового насоса выражается через отношение показателей теплового потока и электрической мощности, затраченной на работу компрессора

Цены на тепловые насосы для отопления

Цена тепловых насосов, как любых других товаров, может колебаться от тех или иных причин, но не кая стабильность все же имеется. К примеру, постоянство можно заметить в плане разности цен на типы тепловых насосов.

Самыми дорогими являются грунтовые тепловые насосы, поскольку капитальные затраты на закупку, монтаж и обслуживание будут достаточно высоки (до 46725 евро), в свою очередь самыми дешевыми на рынке все чаще становятся воздушные тепловые насосы, так как само оборудование является не таким масштабным и менее затратным в установке (до 6187 евро).

Чтобы точно понять какой их типов тепловых насосов Вам подойдет, нужно взглянуть на сравнительную таблицу.

Сравнительная стоимость тепловых насосов разных типов

При сравнении стоимостных показателей тепловых насосов следует обратить внимание на следующее:

• дороговизна самого оборудования, а также стоимость монтажа примерно одинаковы во всех типах;
• если брать в расчет размеры занимаемой площади трубопроводов, то тут конечно, самым выгодным, но не совсем удобным в плане организации и подготовки, является тип «грунт-вода». Выгода состоит в том, что достаточно пробурить только лишь скважину и сразу же можно ее использовать, предварительно, конечно же, необходимо произвести обустройство.
• «воздушный» и «водяной» тип выгоднее в плане простоты монтажа, так как капитальные затраты на много ниже чем при выборе типа «грунт-вода» или «грунт-воздух».

Обзор производителей

Самыми распространенными и чаще используемыми среди производителей являются: Waterkotte, Danfoss. Каждый из них имеет свои плюсы и минусы. Давайте разберем из по порядку.

Все три компании давно зарекомендовали себя как производители качественного оборудования для отопления помещений. Производятся они в двух разных странах, Stiebel Eltron и Waterkotte – в Германии, Danfoss – в Дании. К сожалению, все они производят агрегаты не совсем для наших зим, поскольку установки рассчитаны на температуры не ниже – 25 градусов цельсий.

Важным пунктом является высокий показатель температурных характеристик, все представленные компании выпускают оборудование, которое выдает около +65°С. Имеются не большие, но важные отличия в плане используемого типа рабочей жидкости Stiebel Eltron и Waterkotte используют этилен (пропилен) гликоль, а Danfoss – газ пурона.

Наличие лицензии и сертификатов

Waterkotte сертификаты:

Stiebel Eltron сертификат:

Danfoss сертификаты:

Самый бюджетный и выгодный вариант

Для каждого выгодным является тот вариант, который он может себе позволить в данный момент времени, не через год и два, а именно сейчас. Зима ждать собственно ни кого не собирается!!!

Поэтому каждый из обладателей теплового насоса когда-то решил для себя, купить готовый вариант или сделать все самому. Конечно, если Вам позволяет время и одновременно отсутствуют большие суммы денежных средств для покупки оборудования и оплаты установки, для вас лучшим вариантом был, есть и будет установка теплового насоса своими руками.

Самым главным, при выборе такого варианта, будет четкое понятие и осознанность действий, потому как сборка и монтаж такого агрегата и тепловой системы является трудоемким и энергозатратным процессом.

Если Вас это насторожило, не переживайте мы Вам поможем с этим разобраться!

Этапы монтажа

Тепловой насос своими руками можно сделать полностью из старых запчастей, взятых, например, из нерабочего кондиционера.

Расходы, окупаемость, мощность

Заводской прибор стоит около 4000 евро и выше. Самодельный насос для отопления 100 м² площади окупится приблизительно по прошествии 2-х лет. Для домов с не очень хорошей теплоизоляцией мощность должна быть 75 Вт/м²., с хорошей теплоизоляцией достаточно — 50 Вт/м², а при использовании современных теплоизоляционных материалов — хватит и 30 Вт/м².

Идеальным вариантом будет, когда насос включается в проект для отопления дома с наличием теплого пола и плиточного покрытия.

Процесс создания

Сначала нужно достать компрессор от нерабочего кондиционера, необязательно нового. Дешевле будет приобрести его в мастерских по ремонту холодильников. Компрессор крепится к стене кронштейнами (подойдет L-300).

Для изготовления конденсатора подойдет бак из нержавейки на 100–120 л. Он разрезается пополам, внутри устанавливается змеевик. Змеевик можно изготовить самому из сантехнической или от холодильника. Тут нужны толстые стенки – от 1 мм и больше. Трубка наматывается на обычный баллон (газовый, кислородный) с равномерным расстоянием между витками и фиксируется в таком положении перфорированным алюминиевым уголком (им оформляются углы под шпаклевкой). Он приматывается к змеевику, чтобы каждый виток располагался против дырки в уголке.

В результате будет ровный шаг витков и прочность конструкции. После создания змеевика половинки емкости свариваются. Резьбовые соединения также ввариваются. Затем создается испаритель. Для него может подойти обычная пластиковая емкость на 60–80 л. с вмонтированным внутри змеевиком из трубы диаметром ¾ дюйма. Простые трубы для водопровода используют для транспортировки воды.

Испаритель крепится на стене L-кронштейном. А вот закачку фреона должен сделать специалист по холодильному оборудованию: он сварит трубки и закачает в них фреон. После чего конструкцию подключают к системе отопления внутри дома, а затем – к наружному контуру.

Особенности для каждого вида

Вертикальный насос для отопления «грунт-вода» требует создания скважины на 50–150 м. В нее помещаются геотермальные зонды и подключаются к насосу. Зонды берут тепло из грунта, которое переносится с незамерзающей водой к насосу, а оттуда уже в систему отопления. Для маленьких участков подходят зонды, для больших – горизонтальный коллектор.

Для горизонтального аппарата типа «грунт-вода» нужно создать коллектор из системы труб. Его располагают ниже уровня промерзания (1–1,5 м) и выглядит он как своеобразный змеевик под землей. Снимается слой почвы, укладываются трубы и грунт засыпается обратно. Можно уложить трубы в отдельных траншеях.

Для агрегата по типу «вода-вода» собирается из ПНД-труб, которые заполняются носителем тепла и после этого переносятся к водоему. Трубы имеют вид большого змеевика на дне водоема. Желательно разместить их в его центре.

Аппарат типа «воздух-вода» не требует трудоемких земляных работ. Выбирается место около дома или на его крыше, где самодельный тепловой насос соединяется с внутридомовым отоплением. Тепло извлекается вентиляторами и испарителем.

Насколько выгодно использование теплового насоса?

Теоретически у любого человека есть большой выбор источников энергии. Помимо природного газа, электричества, угля, это еще и ветер, солнце, разница температур земли и воздуха, земли и воды.

На практике выбор ограничен, т.к. все упирается в стоимость оборудования и его обслуживания, а также стабильность работы и сроки окупаемости установок.

Каждый из источников энергии имеет как достоинства, так и серьезные недостатки, ограничивающие его использование.

Установка отопительной системы с теплонасосом – это выгодно с точки зрения удобства эксплуатации. Во время работы оборудования нет шума, посторонних запахов, не требуется установка дымоходов или других вспомогательных конструкций.

Система энергозависима, но для работы теплового насоса нужно минимальное количество электричества.

Теплонасос – хорошая альтернатива привычным отопительным системам. Чтобы сократить начальные расходы на оборудование, можно его собрать своими руками

Сами тепловые установки чрезвычайно экономичны и не требуют особых затрат на обслуживание, но их первоначальная стоимость очень высока.

Далеко не каждый владелец дома или дачи может позволить себе покупку такого дорогого оборудования. Если собрать его самостоятельно и использовать детали от старого холодильника, можно существенно сэкономить.

Тепловые насосы промышленного производства дороги. Считается, что их установка окупается в среднем за 5-7 лет работы, однако этот срок зависит от начальной цены конструкции и может быть гораздо большим

Самодельные установки обходятся буквально в копейки, а их использование позволяет заметно экономить.

Единственный нюанс: производительность самоделок невысока, и они не могут быть полноценной заменой традиционным системам отопления. Поэтому их часто используют как дополнительные или альтернативные варианты отопления.

Принцип действия тепловых насосов

Стоит отметить, что практически любая среда обладает тепловой энергией. Почему бы не использовать возможное тепло для отопления своего дома? Поможет в этом тепловой насос.

Принцип работы теплового насоса таков: тепло передается теплоносителю от источника энергии с низким потенциалом. На практике же все происходит следующим образом.

Теплоноситель проходит через трубы, которые зарыты, к примеру, в земле. Потом теплоноситель попадает в теплообменник, где собранная тепловая энергия передается на второй контур. Хладагент, который расположен во внешнем контуре, нагревается, и превращается в газ. После этого газообразный хладагент проходит в компрессор, где сжимается. Это приводит к тому, что хладагент еще больше нагревается. Горячий газ идет в конденсатор, а там тепло переходит к теплоносителю, который уже обогревает сам дом.

Геотермальное отопление дома: принцип работы

Холодильные системы устроены по такому же принципу. Это значит, что холодильные установки могут использоваться для охлаждения воздуха в помещении.

Виды тепловых насосов

Существует несколько видов тепловых насосов. Но чаще всего устройства классифицируются характером теплоносителя на внешнем контуре.

Устройства могут черпать энергию с

• воды,
• грунта,
• воздуха.

Полученная энергия в доме может применяться для отопления помещения, для нагревания воды. Потому и различают несколько видов тепловых насосов.

Тепловые насосы: грунт — вода

Самый лучший вариант альтернативного отопления – получение тепловой энергии из грунта. Так, уже на глубине шести метров земля имеет постоянную и неизменную температуру. В качестве теплоносителя в трубах используется специальная жидкость. Наружный контур системы выполняется из пластиковых труб. Трубы в грунте могут размещаться вертикально или горизонтально. Если трубы размещаются горизонтально, то необходимо выделять большую площадь. Там, где трубы устанавливаются горизонтально, невозможно использовать земли для сельскохозяйственных нужд. Можно только устраивать газоны или сажать однолетние растения.

Чтобы устроить вертикально трубы в грунте, необходимо сделать несколько скважин глубиной до 150 метров. Это будет эффективный геотермальный насос, так как температура на большой глубине у земли высокая. Для передачи тепла применяются глубинные зонды.

Тип насоса «вода — вода»

Кроме того, тепло можно получать из воды, которая находится глубоко под землей. Могут использоваться водоемы, грунтовые воды или сточные воды.

Стоит отметить, что принципиальных отличий между двумя системами нет. Самые малые затраты требуются тогда, когда создается система получения тепла из водоема. Трубы нужно наполнить теплоносителем и погрузить в воду. Более сложная конструкция нужна для того, чтобы создать систему получения тепла из грунтовых вод.

Насосы «воздух — вода»

Можно собирать тепло и с воздуха, но в регионах, где очень холодные зимы, такая система не эффективна. В то же время монтаж системы очень простой. Вам понадобится только выбрать и установить нужное устройство.

Еще немного о принципе действия геотермических насосов

Для отопления очень выгодно использовать тепловые насосы. Дома, площадь которых имеет более 400 квадратных метров, очень быстро окупают затраты на систему. Но если ваш дом не очень большой, то можно сделать систему отопления своими руками.

Сначала нужно купить компрессор. Подойдет устройство, который оснащен обычный кондиционер. Его крепим на стене. Конденсатор можно изготовить самому. Нужно сделать из медных труб змеевик. Его помещают в пластиковый корпус. Испаритель также устанавливается на стене. Пайку, заправку фреоном и тому подобные работы должен выполнять только профессионал. Неумелые действия не приведут к хорошему результату. Мало того, можно получить травму.

Перед тем, как запустить в работу тепловой насос, необходимо проверить состояние электрификации дома. Мощность счетчика должна быть рассчитана на 40 ампер.

Самодельный тепловой геотермальный насос

Отметим, что не всегда созданный своими руками тепловой насос оправдывает ожидания. Причина тому – отсутствие правильных тепловых расчетов. Система имеет малую мощность, а также растут затраты на обслуживание

Поэтому важно провести точно все расчеты. опубликовано econet.ru 

Особенности принудительной циркуляции

Установленный в систему циркуляционный насос создает внутри небольшое давление. При этом теплоноситель движется с небольшой скоростью, равномерно распределяя тепло по всем радиаторам.

Неужели естественная циркуляция теплоносителя не может распределить тепловую энергию равномерно?

Может, но ввиду того, что строящиеся загородные частные дома становятся все больше в размерах, а соответственно схемы разводки трубных магистралей становятся все сложнее, теплоносителю все труднее преодолевать конфигурации трубных схем. И в таких домах без циркуляционного насоса просто не обойтись.

Преимущества

Под действием насоса теплоноситель быстрее проходит по всему контуру системы отопления, возвращаясь в нагревательный котел. При этом его температура не будет низкой. А значит, нагревать не сильно охлажденный теплоноситель будет проще. Меньше затрат на потребление топлива.

Для естественной циркуляции теплоносителя необходим большой его объем, чтобы в массе своей он смог держать необходимую температуру. Соответственно для нормальной работы отопительной системы в частном доме понадобятся трубы с большим диаметром, радиаторы с широкими полостями, запорная арматура под стать трубам.

Для системы, в которой установлен насос, нет необходимости держать большой объем теплоносителя. Поэтому можно спокойно использовать трубы и запорную арматуру с меньшим диаметром. А это снижение цены на все изделия и экономия на материалах.

Недостатки

В принципе, недостаток у такого отопления всего лишь один – это энергозависимость. Работает устройство от электрического тока. Во-первых, это пусть и небольшие, но затраты. Во-вторых, при отключении подачи тока насосный агрегат перестает работать.

Конечно, мастера, учитывая данную ситуацию, устанавливают байпас, через который отопление начинает работать по принципу естественной циркуляции горячей воды. А это снижение эффективности работы, плюс снижение КПД.

Особенности выбора циркуляционных насосов отопления

Рассмотрим, как выбрать насос циркуляционный для отопления дома. Рекомендации от профессионалов помогут подобрать оборудование в зависимости от технических характеристик агрегатов, типа сети, мощности нагревателя и общего объема штатного теплоносителя.

Мощность

Подбор насоса для системы отопления выполняют с определением количества литров воды или другого теплоносителя, который измеряется м3/ч и напора в метрах. Рассмотрим пример расчетов для двухэтажного дома с однотрубной закрытой сетью и зоной расположения котла в подвале. Самая низкая точка схемы – котел, самая высокая – верхние коллекторы батарей отопления на втором этаже.

Расчет:

1. Измерить расстояние от контура обратной циркуляции воды на входе в котел до верхнего коллектора батареи на втором этаже – параметр записать. Это определение напора нагнетателя.
2. В примере сложить показатели 2,5 м высоты подвального помещения, 3 м высоты стен первого этажа, 1 м толщины плит перекрытий и расстояние от напольного покрытия до верхнего коллектора батареи в 0,6 м. В итоге получим 6,6 м. Для такой высоты нужен насос для котла отопления с показателем напора в 7 м.
3. Площадь дома в примере 200 м2. Объем требуемой тепловой энергии считать по формуле 1 кВт тепла на 10 м2 площади. В данном случае нужен прибор в 20 кВт.
4. Разность показателей температуры между контурами подачи и обратки принимается стандартная в пределах 10 С. Если при выходе из нагревателя теплоноситель показывает +70 С, в обратке на входе прогрев принимают в +60 С.
5. Теперь 20 кВт тепловой мощности делим на 10 С, итоговый показатель 2 – мощность нагнетателя в м3/ч.

Это правила подбора насоса для системы отопления частного дома. Формулы и расчеты не отличаются сложностью, вопросов с выбором не возникнет.

Для приведенного примера в дом на 200 м2 с высотой от нижней до верхней точки схемы в 6,6 м необходим прибор с производительностью до 2,5 м3/ч.

Выбор, характеристики и модели

Мощность оборудования – важный, но не единственный параметр при выборе агрегатов.

На что обратить внимание:

• Предельный показатель давления. Рабочий уровень автономных сетей не превышает 4 бар в 2-х этажном доме, для одноэтажного рабочее давление не выше 1,5 бар. Скачки допустимы до 50% плюсом к стандартному давлению, с этим запасом надо брать насос.
• Прогрев теплоносителя. Все котлы, кроме твердотопливных прогревают воду до +95 С – это стандарт, при пиковых нагрузках до +120 С. Твердотопливные котлы нагревают воду до +110 С в стандартном режиме и при пиковых нагрузках температура повышается до +130 С. Лучшими считают насосы с уровнем максимально допустимого прогрева до +130 С.
• Размер и вид соединения. Центробежные нагнетатели интегрируют резьбовым, фланцевым способом. Резьбовые стыки бывают внутренними и внешними.

Также следует учитывать материал корпуса. Чугунный корпус – это практично и надежно, но дорого. Термостойкий пластик немного дешевле, но тоже прочно, а простой пластик не выдержит заявленного срока службы.

Варианты внешних контуров теплового насоса

Внешний контур может представлять собой трубопровод-теплообменник, который забирает тепло из скважины, почвы или водоема. Каждый из этих вариантов имеет свои особенности, преимущества и недостатки, как при монтаже, так и при эксплуатации. Поэтому рассмотрим их подробнее.

Источник тепловой энергии – скважина

Для того, чтобы использовать такой источник тепла, необходимо пробурить скважину (одну глубокую или несколько мелких) или использовать уже имеющуюся. Считается, что из одного погонного метра скважины можно получить 50-60 Вт тепловой энергии. Поэтому для 1 кВт мощности теплового насоса потребуется около 20 м скважины.

Внешний контур теплового насоса в скважине

Преимущество: скважина не занимает много места на участке и отличается большой теплоотдачей.

Недостаток: скважину, особенно глубокую, необходимо бурить с помощью с помощью специальных механизмов или машины.

Источник тепла – грунт на участке

В этом случае трубу внешнего контура необходимо уложить на глубину, превышающую максимальную глубину промерзания в данном районе. При этом может быть два варианта укладки: вынуть весь грунт на определенной площади и уложить трубу в виде зигзагов, а потом засыпать все грунтом или можно уложить трубу в вырытые для этого траншеи.

Тепловой насос «грунт-вода»

Для 1 кВт мощности теплового насоса, в зависимости глубины укладки, плотности и обводненности грунта, может понадобится 35-50 м контура. Минимальное расстояние между трубами контура – 0, 8 м.

Недостатки такого вида внешнего контура:

• для его размещения необходима достаточно большая площадь, на которой впоследствии нельзя будет высаживать деревья или кустарники, а только газон, цветы или однолетние растения;
• большой объем земляных работ.

Внешний контур в воде

Еще один вариант внешнего контура – труба укладывается на дно ближайшего водоема, если он есть рядом с домом. При этом водоем должен быть достаточно глубоким, чтобы не промерзать до дна зимой. Из одного погонного метра такого внешнего контура можно получить максимум около 30 Вт тепловой энергии ( минимум 30 м трубы на 1 кВт мощности теплового насоса). Для того, чтобы уложенный на дно трубопровод не всплывал, на него устанавливается груз – около 5 кг на каждый погонный метр.

Внешний контур теплового насоса в водоеме

Преимущество: нет необходимости бурить скважину или выполнять земляные работы на большой площади.

Главный недостаток такого внешнего контура: не всегда рядом с домом есть подходящий водоем.

Принцип работы теплонасоса

В качестве источника энергии используется вода, атмосфера и грунт. Насосы не выделяют тепла, а просто переносят его в строение. При этом используется небольшое количество электроэнергии.

Для того чтобы обеспечить дом теплом, необходимо иметь всего лишь тепловой насос и источник тепла. Принцип работы системы напоминает работу обычного холодильника, только наоборот. В этом случае тепло забирается снаружи и переправляется в дом.

Важный момент: главным элементом в альтернативной системе отопления является именно теплонасос, поэтому к его сооружению нужно подойти очень внимательно.

Насос состоит из следующих элементов:

• компрессора, который является промежуточным элементом системы;
• испарителя. В нем происходит передача низкопотенциальной энергии;
• дроссельного клапана, по которому хладагент (фреон) возвращается в испаритель;
• конденсатора, где происходит охлаждение фреона и отдача тепловой энергии.

Насос работает по определенному принципу. Это выглядит приблизительно так:

Принцип работы теплонасоса. (Для увеличения нажмите)

1. Низкопотенциальное тепло, которое выделяется от внешних источников энергии, по трубам передается в испаритель – в первый элемент в конструкции насоса. Тепло передается теплоносителями, которые способны выдерживать низкие температуры и не замерзать при этом.
2. Здесь тепло передается к хладагенту, который циркулируется по замкнутому контуру системы. В качестве холодильного агента часто используется фреон.
3. В компрессоре на фреон действует высокое давление, что значительно повышает его температуру.
4. На следующем этапе хладагент поступает в конденсатор, где происходит передача тепла в контур отопительной системы. В результате тепло уходит в помещение, а фреон, охлаждаясь, возвращается в жидкое состояние.
5. Через редукционный клапан фреон попадает обратно в испаритель, где процесс повторяется.

Исходя из принципа работы насоса, электроэнергия тратится только на работу компрессора. В результате это и делает тепловой насос самым экономичным способом передачи тепла.

Описание и принцип работы тепловых насосов

Тепловой насос представляет собой устройство, способное извлекать низкотемпературное тепло из окружающей среды и преобразовывать его в высокотемпературное, которое можно применять с целью отопления домов и нагрева воды. Тепло берется из таких источников, как:

• грунт;
• вода;
• воздух.

Принцип работы данной конструкции построен на физических и химических процессах. Ключевым источником тепла в мире является солнце. А грунтовые, воздушные и водные массы способны аккумулировать часть энергии тепла, а тепловой насос, в свою очередь, ее собирает и позволяет применять для бытовых нужд, включая отопление домов.

Описание геотермальной системы отопления выглядит следующим образом:

• представляем замкнутый контур, в котором вращается хладагент – химический состав в жидком или газообразном виде;
• хладагент приводится в работу посредством компрессора;
• добавляем клапан расширения, который создает области высокого и низкого давления;
• при сжимании хладагент нагревается, а в точке выхода из нагнетателя он достигает максимального температурного значения, а в точке выхода из клапана – минимального;
• включите в конструкцию теплообменники, один из которых – испаритель на холодную воду, а второй – конденсатор на горячую. В первом случае воздух или вода будут охлаждаться, а во втором – нагреваться с целью передачи в контур отопления;
• добавляем источник низкотемпературного тепла. Это может быть геотермальный зонд, трубопровод, точки замерзания грунта или тепловой насос отопления воздушного типа.

Так, у нас выходит комплекс, состоящий из трех контуров:

• внешний контур – это трубы с циркулирующим антифризом или прочим теплоносителем;
• коллекторный контур включает в себя трубопровод со встроенными теплообменниками, клапан и компрессор;
• внутренний контур подразумевает отопительную систему и горячую воду.

Весь комплекс автоматически регулируется. Средний срок службы теплового насоса отопления, декларируемый производителями, составляет порядка 20 лет без учета ремонта. Однако на пути такого долгосрочного применения могут стоять физические процессы вроде трения и износа, не позволяющие использовать насос настолько долго. Таким образом, реальной срок эксплуатации прибора составляет максимум 10 лет.

Тепловые насосы: цены и обзор известных моделей

При наличии компрессора и некоторых других деталей тепловой насос для дома можно собрать и своими руками. Однако многие предпочитают приобретать готовые модели. Ниже мы представим обзор моделей от наиболее известных производителей и укажем их примерные цены на рынке.

Насосы Stiebel Eltron

Данная немецкая компания известна как один из ведущих производителей техники для инженерных систем

Причем особое внимание уделяется продукции, работающей на возобновляемых источниках. Наиболее известные позиции данной марки такие:

• тепловой насос «воздух-вода», извлекающий тепло из воздуха и передающий его жидкости, располагающейся в отопительном контуре. Насос можно устанавливать при новом строительстве дома или же в ходе ремонтных работ. Если температура опускается ниже 20 градусов ниже нуля, он обеспечивает нагревание на линии подачи вплоть до 60 градусов тепла. Есть возможность внутренней и наружной установки, а некоторые модели оснащены дополнительным электроподогревом для повышения КПД или размораживания системы;
• насос «рассол-вода». Может работать как на охлаждение, так и на отопление. Элемент, отвечающий за извлечение тепла, называется геотермальным зондом. Может комплектоваться одним или двумя расширительными баками, накопителями, группой безопасности и управления. Можно устанавливать даже в небольших помещениях;
• «вода-вода», такой насос работает от грунтовых вод, отличается высоким качеством. Большинство его элементов сделаны из сплавов и нержавейки. Все модели данной серии оснащены конструкциями автоматической регулировки, также их можно дополнительно оборудовать буферными накопителями, гелиоустановками и т.д.

Цена на тепловые насосы марки Stiebel Eltron начинается от 420 тысяч рублей.

Модельный ряд компании Waterkotte

Продукция марки Waterkotte тоже изготавливается в Германии, цель работы компании сводится к выпуску экономичных систем отопления, позволяющих сохранить природные ресурсы. Под данным брендом выпускаются насосы таких типов:

• «воздух-воздух» и «воздух-вода». Данные модели не только обогревают и охлаждают воду, но еще и воздух в доме. Они отличаются морозостойкостью, некоторые оснащаются умным интерфейсом и ими можно управлять посредством установки специального приложения на смартфон удаленно;
• геотермальные насосы типа «грунт-вода» отлично подойдут для применения в частных домах и промышленных объектах. В качестве теплового сборника применяют горизонтальные и вертикальные земляные зонды. Управление целиком автоматизированное, есть функция удаленного управления через смартфон.

Тепловые установки марки Waterkotte могут прослужить более 30 лет. Устройство грунтового типа стоит порядка 480 тысяч рублей, а цена воздушного достигает почти 100 тысяч рублей.

Обзор тепловых установок Danfoss

Датская компания Danfoss работает в России уже более 20 лет и занимается выпуском и продажей теплоавтоматики, холодильных установок и приводной техники. Тепловые насосы – одна из относительных новинок этой компании. В ассортименте этой линейке представлены модели таких типов:

• «воздух-воздух». Ключевое оборудование размещается в наружном блоке, поэтому внутренняя часть установке меньше. Работает устройство при температуре от -20 градусов, имеется функция автоматической разморозки;
• «грунт-вода». Эти приборы могут работать с грунтовыми коллекторами как горизонтального, так и вертикального типа. Они оснащены оригинальной системой автоматики, есть функция удаленного управления, также насос можно дополнительно укомплектовать накопительными баками для горячей воды.

Приборы марки Danfoss обойдутся покупателю от 350 тысяч рублей.

Тепловые устройства отлично подойдут для тех, кто поддерживает сохранение природы и выбирает технику, работающую на основе восполняемых природных ресурсов, однако, несмотря на растущую популярность, их еще трудно назвать полноценными заменителями классических отопительных приборов. Однако то, что они экономичны, удобны и безопасны, делает их все более популярными во всем мире.

Список источников

• x-teplo.ru
• build-experts.ru
• sovet-ingenera.com
• v-teple.com
• www.ekopower.ru
• kotel.guru
• 6sotok-dom.com
• econet.ru