[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=T3J5Cm2-cNk&feature=related[/youtube]

Тепловой насос

Зачем нужен тепловой насос? Когда следует выбрать тепловой насос? Преимущества.

  Тепловой насос – это источник энергии для вашей системы отопления и горячего водоснабжения, а также одновременно может служить источником для системы кондиционирования. Основное отличие теплового насоса от других генераторов тепловой энергии (электрических, газовых и дизельных) заключается в том, что при производстве тепла до 80 процентов энергии извлекается из окружающей среды. Тепловой насос «выкачивает» солнечную энергию из грунта, скальной породы или озера, накопленную за теплое время года.

    * В каком случае стоит сделать выбор в пользу теплового насоса как основного источника тепла в доме? Какие положительные стороны? Прежде всего, выбирая тепловой насос, вы выбираете комфорт: К вам на участок не приезжает топливозаправщик, оставляющий на газонах и дорожках радужные пятна от топлива.
    * Вы избавляетесь от топливного хозяйства, создающего повышенную пожароопасность Вашего дома, топливных емкостей не будет ни в цокольном этаже, ни в гараже, ни в саду.
    * Нигде в доме не пахнет дизельным топливом, Вы не думаете о том, что оно скоро закончится и надо заказывать еще.
    * Вы не зависите от качества дизельного топлива, и горелка не останавливается под Новый год.
    * У вас нет дымовой трубы, иногда шумящей по ночам и проходящей сквозь весь дом.
    * Дымовая труба – она будет нужна только для камина.
    * Если вам не хватает подключенной электрической мощности на отопление – может быть, 25% от необходимой мощности для работы теплового насоса все-таки можно выделить?

  И, конечно, это экономия энергии и денег. На сегодняшний день в России стоимость производства тепловой энергии значительно зависит от вида «топлива»: самым дешевым является природный газ, затем электроэнергия и дизельное топливо.

  Однако, это только сегодняшняя ситуация, цена на энергоносители все время меняется.

Система отопления в комплексе: тепловой насос и водяной теплый пол

  Теплый пол и тепловой насос – это наиболее эффективное сочетание. Энергия не только «производится» экономно, но и экономно используется! Водяной теплый пол - низкотемпературная система отопления (температура теплоносителя 30-45 градусов). Если же сравнивать её с традиционной «радиаторной» (температура теплоносителя 70-95 градусов) системой отопления, то экономия тепловой энергии может достигать до 40-50%. Отношение затраченной электроэнергии к выработанной тепловой энергии тепловым насосом («КПД теплового насоса») во многом зависит от системы отопления, для которой поставляет тепло тепловой насос: чем меньше расчетная температура теплоносителя, тем больше эффективность теплового насоса. В силу технических ограничений температура, подаваемая в систему отопления из теплового насоса, не превышает 55С, причем температура обратной воды не должна превышать 50 градусов. При радиаторной системе отопления необходимо специально рассчитывать отопительные приборы, чтобы использовать теплонасосную установку. При использовании системы отопления водяной теплый пол никаких специальных расчетов не требуется, эти системы созданы друг для друга!

  Даже при правильном расчете радиаторной системы отопления использование системы отопления «теплый пол» всегда будет давать более эффективное использование энергии, накопленной в окружающей среде!!

  Кстати, тепловой насос вырабатывает тепло не только в отопительный период, тепло для системы горячего водоснабжения вырабатывается круглый год. А для среднего загородного дома затраты на приготовление горячей воды составляют около 15-20 процентов.

Модульная конструкция – мало места, красиво, быстро!

  Тепловые насосы производства шведской компании «Thermia» - это законченное изделие, готовая теплоснабжающая установка. Внутри установки находится бойлер емкостью 150-180 литров (либо внешний бойлер до 1000 л), насос внешнего контура, собирающего тепло окружающей среды, насос системы отопления, автоматика регулирования. Все, что нужно сделать в котельной – это подключить 6 трубопроводов – контур отопления, внешний контур, горячую и холодную воду. Установка занимает мало места, имеет приятный внешний вид, напоминающий холодильник. Что касается уровня шума – работу установки можно сравнить с работой бытового холодильника. Монтажные работы не затратят большого количества времени и сил – все уже собрано на заводе! Важно иметь ввиду, что при производстве установки использовались проверенные годами схемные решения, и можно считать, что ваша котельная собрана в заводских условиях, подтвержденных сертификатом ISO 9001.

Необходимые требования к источнику энергии

  Источником энергии может быть грунт, скальная порода, озеро, воздух (для специальных моделей), вообще любой источник тепла с температурой - 1 градус Цельсия и выше, доступный в зимнее время. Это может быть река, море, сточные воды, выход теплого воздуха из системы вентиляции или система охлаждения какого-либо промышленного оборудования. Внешний контур, собирающий тепло окружающей среды, представляет собой полиэтиленовый трубопровод, уложенный в землю или в воду.

  Материал трубопровода – ПНД.
  Диаметр трубопровода – 40 мм.
  Теплоноситель – 30% раствор этиленгликоля (либо этилового спирта)

  Необходимая длина трубопровода, уложенного в землю или опущенного в скважину, рассчитывается по специальной программе Thermia.

Виды источников энергии

Скважина

При использовании в качестве источника тепла скалистой породы трубопровод опускается в скважину. Не обязательно использовать одну глубокую скважину, можно пробурить несколько не глубоких, более дешевых скважин, главное получить общую расчетную глубину.

  Для предварительных расчетов можно использовать следующее соотношение: на 1 метр скважины приходится 50-60 Вт тепловой энергии. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходима скважина глубиной 200-170 метров.

Земляной контур

При использовании в качестве источника тепла участка земли трубопровод зарывается в землю на глубину промерзания грунта (выбирается для конкретного региона. Минимальное расстояние между соседними трубопроводами – 0,8..1,2 м. Специальной подготовки почвы, засыпок и т.п. не требуется. Предпочтения к грунту – желательно использовать участок с влажным грунтом, идеально с близкими грунтовыми водами, однако сухой грунт не является помехой – это приводит лишь к увеличению длины контура.

  Ориентировочное значение тепловой мощности, приходящейся на 1 метр трубопровода 20..30 Вт.

  Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходим земляной контур длинной 500..333 метра. Для укладки такого контура потребуется участок земли площадью около 600-400 кв. метров соответственно. При правильном расчете контур, уложенный в землю, не оказывает влияния на садовые насаждения, и участок может использоваться для выращивания культур точно также, как и при отсутствии внешнего коллектора.

Озеро

При использовании в качестве источника тепла воды ближайшего водоема, реки контур укладывается на дно. Этот вариант является идеальным с любой точки зрения: короткий внешний контур, «высокая» температура окружающей среды (температура воды в водоеме зимой всегда положительная), высокий коэффициент преобразования энергии тепловым насосом. Главное условие - водоем должен быть проточным и достаточным по размерам.

  Ориентировочное значение тепловой мощности, приходящейся на 1 метр трубопровода 30 Вт.

Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходимо уложить в озеро контур длинной 333 метра.

  Для того, чтобы трубопровод не всплывал, на 1 погонный метр трубопровода устанавливается около 5 кг груза.

  Воздушный контур

Вместо того, чтобы извлекать энергию из скважин, земли или водоема теплонасосная установка Thermia Atria собирает энергию из окружающего воздуха. Если возможности разместить земляной коллектор нет, данная модель теплонасосной установки является наилучшим выбором. Точно так же как и обычные теплонасосные установки, Atria дает тепло и горячую воду в дом и сокращает потребление энергии до 75%.

  Однако, в силу технических причин, теплонасосные установки с воздушным контуром имеют серьезное ограничение в применении: минимальная температура наружного воздуха -20градусов Цельсия. Причем, начиная с температуры наружного воздуха -10градусов, установка ступенями подключает электрические ТЭНы, т.к. коэффициент преобразования (КПД теплового насоса) снижается. И, таким образом, при температуре -20градусов и ниже, по сути, работает только электрический нагрев.

Пиковый электродогрев. Зачем?

  Практически во всех моделях тепловых насосов дополнительно установлен электронагреватель. Зачем? Дело в том, что при выборе отопительной установки номинальная мощность рассчитывается исходя из максимальной потребности тепла, т.е. для покрытия тепловой нагрузки в самый холодный зимний день. Для Санкт-Петербурга, например, минимальная расчетная температура минус 26 градусов Цельсия. Однако, исходя из многолетних наблюдений, длительность такой температуры всего лишь несколько дней в году, а это значит, что при расчете на максимальную мощность значительная часть потенциала теплового насоса будет использоваться очень редко. Для выбора соотношения мощностей теплового насоса / электронагревателя существует специальный интегральный график, кстати, обладающий свойством универсальности для всех регионов России.

Из графика видно, что если источник тепла будет состоять из 2-х источников, один - дорогостоящий, но вырабатывающий «дешевую» энергию (тепловой насос) с номинальной мощностью 60% от расчетной нагрузки, и другой, дешевый, но вырабатывающий «дорогую» энергию (электронагреватель), то за год первый источник выработает приблизительно 92% энергии, а второй около 8% энергии. Такая комбинация позволяет снизить стоимость капитальных затрат и уменьшить срок окупаемости теплонасосной установки. Причем определяющим фактором является не стоимость самой установки, а стоимость обустройства внешнего контура – скважины, либо земляного контура.

Принцип действия теплового насоса

   1. Охлажденный теплоноситель, проходя по внешнему трубопроводу нагревается на несколько градусов
   2. Внутри теплового насоса теплоноситель, проходя через теплообменник, называемый испарителем, отдает собранное из окружающей среды тепло во внутренний контур теплового насоса. Внутренний контур теплового насоса заполнен хладоагентом. Хладоагент, имея очень низкую температуру кипения, проходя через испаритель, превращается из жидкого состояния в газообразное. Это происходит при низком давлении и температуре -5°С.
   3. Из испарителя газообразный хладоагент попадает в компрессор, где он сжимается до высокого давления и высокой температуры.
   4. Далее горячий газ поступает во второй теплообменник, конденсатор. В конденсаторе происходит теплообмен между горячим газом и теплоносителем из обратного трубопровода системы отопления дома. Хладоагент отдает свое тепло в систему отопления, охлаждается и снова переходит в жидкое состояние, а нагретый теплоноситель системы отопления поступает к отопительным приборам.
   5. При прохождении хладоагента через редукционный клапан давление понижается, хладоген попадает в испаритель, и цикл повторяется снова.

Кондиционирование. Пассивное и активное. Принцип.

  Принцип холодоснабжения очень прост. В зимнее время тепловой насос «трансформирует» тепло из окружающей среды для использования в системе отопления. Летом, наоборот, «холод» из скважины (7-9 градусов) используется, чтобы создать необходимый климат в помещениях дома. Фанкойлы подключаются к внешнему коллектору, а принцип работы системы холодоснабжения такой же, как и системы отопления, за исключением того, что вместо радиаторов используются фанкойлы.

  Пассивное охлаждение.

При пассивном охлаждении компрессор теплового насоса не работает, и теплоноситель просто циркулирует между скважиной и фанкойлами. Таким образом, холод из скважины напрямую поступает в систему кондиционирования.

Активное охлаждение.

Если пассивного охлаждения не достаточно, в системе кондиционирования используется холод, производимый тепловым насосом. При этом автоматически включается компрессор теплового насоса, и теплоноситель из скважины дополнительно охлаждается тепловым насосом.

http://www.teplopol.ru/heatpump/heatpump.php

http://www.teplopol.ru/objects/objects_heatpump.php

Коттеджи

   Как уже говорилось в Швеции с системами «водяной теплый пол» строится около 85% жилья, в основном это коттеджи и таун-хаузы.

   Отечественным специалистам достаточно известна бетонная конструкция теплых полов и наибольший интерес вызывают легкие (полистирольные и деревянные) типы систем ВТП.

Например, дом в Ленинградской области построен из клееного бруса, общая площадь 331 кв.м.

   На втором этаже применена деревянная система реечного типа. Удельная нагрузка в основном доме составляет 40 Вт/кв.м., поэтому не было никаких проблем с применением чистового покрытия из ламината и паркета.

   Вместе с тем, на первом этаже из-за большого фасадного остекления нагрузка составляет 120 Вт/кв.м., поэтому водяной теплый пол применен в сочетании с конвекторами, встроенными в пол (тепловые дорожки). Конструкция ВТП бетонного типа.

   Из-за различных тепловых нагрузок, типов систем и видов чистовых покрытий применена схема распределения теплоносителя высокой температуры с установкой коллекторов с интегрированным смесительными узлами.

http://www.teplopol.ru/objects/objects_portovoe.php

Инструкция по монтажу:

Бетонной системы водяного теплого пола - http://www.teplopol.ru/pdf/concrete.pdf
Настильной полистирольной системы водяного теплого пола - http://www.teplopol.ru/pdf/polystyrene.pdf
Настильной деревянной системы модульного типа водяного теплого пола - http://www.teplopol.ru/pdf/wood_module.pdf
Настильной деревянной системы реечного типа водяного теплого пола - http://www.teplopol.ru/pdf/wood_lath.pdf

Ко мне обращалось несколько человек по этому вопросу в ЛС вот почему я развивал эту тему.

Мне не понятно слово ПЕРЕКОПАТЬ ? Более понятно выкопать траншеи. Так мы и так ежегодно копаем ямы для компоста и траншеи для водостока. Многие здесь в других темах говорили, что наши участки стоят на бывшем болоте и близко расположенных грунтовых водах. А ДРЕНАЖ участка делать в таком случае не тяжелее?

Мне больше нравится здесь пример, только с одной скважиной (в шведском видеоролике) - результат будет тот же как и при горизонтальном размещении скважин.

Насчет отключения электроэнергии. Как я понял для теплового насоса нужен компрессор, который приводится в действие электродвигателем, хотя привод может быть и бензиновым. Так что выбор есть.

Естественно это дело не дешевое, но экономия затем будет значительной и в перспективе окупит Ваши затраты. Кроме того я думаю, что нет необходимости сразу делать всю систему целиком. Здесь возможен поэтапный вариант ее сооружения. Кроме варианта с трубами в земле и в скважине возможно подключение в эту схему солнечных коллекторов (на водном и воздушном теплоносителе) с аккумулированием тепла в массе гравия закопанного в землю, например, под домом или при теплозащите рядом с домом.

Как Вы наверное заметили в видеороликах трубы используются пластмассовые, а не металлические. И у меня есть предположение, что умельцы смогут использовать для теплового насоса старый (-е) холодильники. Остается только решить вопрос с жидкостью для заполнения трубопроводной системы. Выскажу смелое и глупое высказывание - некоторые садоводы на своих участках гонят спирт из падалицы яблок ...  Как из полученного спирта сделать жидкость для заполнения трубопроводной системы вопрос конечно интересный ... 

P.S. На ресурсе есть интересная книга по этому вопросу - Роторные генераторы дармового тепла. Книга предназначена в первую очередь для тех, кто хочет своими руками соорудить роторный теплогенератор для обогрева своего дома. -   https://snezhinka.7bb.ru/viewtopic.php?id=741

Интересно будет посмотреть и эту книгу Солнечный водонагреватель. Необходимый помошник на даче-можно собрать самому за 1,5 часа. - https://snezhinka.7bb.ru/viewtopic.php?id=384&p=2  (32 пост)

Тепловой насос

Более 30-ти лет прогрессивная Европа применяет для получения тепловой энергии Геотермальные установки (Тепловые насосы).

Тепловой насос — устройство для переноса теплоты от источника с более низкой температурой к источнику с более высокой температурой, фактически — это холодильник, включенный «наоборот».
История идеи

Идея теплового насоса высказана полтора века назад британским физиком Уильямом Томсоном. Это придуманное им устройство он назвал «умножителем тепла».

Тепловой насос — это «холодильник наоборот». Парадоксальная, на первый взгляд, связь между «производством тепла» и холодильной машиной состоит в том, что принцип работы тепловых насосов и обычных холодильников одинаков и основан на двух хорошо знакомых всем физических явлениях.

Первое: когда вещество испаряется, оно поглощает тепло, а когда конденсируется, отдает его. Этой закономерностью объясняется эффект охлаждения жидкости в бутылке, обернутой мокрой тряпкой (испаряющаяся вода отбирает I часть тепла), а также более высокая поражающая способность ожога паром (температура кипящей жидкости и насыщенного пара одинакова, но энергия пара больше, поэтому такой ожог опаснее).

Второе: когда давление меняется, меняется температура испарения и конденсации вещества — чем выше давление, тем выше температура, и наоборот. По этой причине в кастрюле-"скороварке" пища готовится быстрее, чем обычно (давление в ней повышается, а вслед за этим повышается и температура кипения воды). Зато в горах, где атмосферное давление ниже, чтобы сварить пищу, требуется больше времени.

Тепловой насос — это в некотором смысле «холодильник наоборот». В обоих устройствах основными элементами являются испаритель, компрессор, конденсатор и дроссель (регулятор потока), соединенные трубопроводом, в котором циркулирует хладагент — вещество, способное кипеть при низкой температуре и меняющее свое агрегатное состояние с газового в одной части цикла, на жидкое — в другой. Просто в холодильнике главная партия отводится испарителю и отбору тепла, а в тепловом насосе — конденсатору и передаче тепла.

Функция бытового холодильника сводится к охлаждению продуктов, и его сердцем является теплоизолированная камера, откуда тепло «откачивается» (отбирается кипящим в теплообменнике-испарителе хладагентом) и через теплообменник-конденсатор «выбрасывается» в помещение (задняя стенка холодильника довольно теплая на ощупь).

В тепловом насосе главным становится теплообменник, с которого тепло «снимается» и используется для обогрева дома, а второстепенная «морозилка» размещается за пределами здания.

Принцип работы

Схематично тепловой насос можно представить в виде системы из трех замкнутых контуров: в первом, внешнем, циркулирует теплоотдатчик (теплоноситель, собирающий теплоту окружающей среды), во втором — хладагент (вещество, которое испаряется, отбирая теплоту теплоотдатчика, и конденсируется, отдавая теплоту теплоприемнику), в третьем — теплоприемник (вода в системах отопления и горячего водоснабжения здания).

Внешний контур (коллектор) представляет собой уложенный в землю или в воду (напр. полиэтиленовый) трубопровод, в котором циркулирует незамерзающая жидкость — антифриз. Источником низкопотенциального тепла может служить грунт, скальная порода, озеро, река, море и даже выход теплого воздуха из системы вентиляции какого-либо промышленного предприятия.

Во второй контур, где циркулирует хладагент, как и в бытовом холодильнике, встроены теплообменники — испаритель и конденсатор, а также устройства, которые меняют давление хладагента — распыляющий его в жидкой фазе дроссель (узкое калиброванное отверстие) и сжимающий его уже в газообразном состоянии компрессор.

Рабочий цикл выглядит так. Жидкий хладагент продавливается через дроссель, его давление падает, и он поступает в испаритель, где вскипает, отбирая теплоту, поставляемую коллектором из окружающей среды. Далее газ, в который превратился хладагент, всасывается в компрессор, сжимается и, нагретый, выталкивается в конденсатор. Конденсатор является теплоотдающим узлом теплонасоса: здесь теплота принимается водой в системе отопительного контура. При этом газ охлаждается и конденсируется, чтобы вновь подвергнуться разряжению в расширительном вентиле и вернуться в испаритель. После этого рабочий цикл начинается сначала.

Чтобы компрессор работал (поддерживал высокое давление и циркуляцию), его надо подключить к электричеству. Но на каждый затраченный киловатт-час электроэнергии тепловой насос вырабатывает 2,5-5 киловатт-часов тепловой энергии. Соотношение вырабатываемой тепловой энергии и потребляемой электрической называется коэффициентом трансформации (или коэффициентом преобразования теплоты) и служит показателем эффективности теплового насоса. Эта величина зависит от разности уровня температур в испарителе и конденсаторе: чем больше разность, тем меньше эта величина.

По этой причине тепловой насос должен использовать по возможности большее количество источника низкопотенциального тепла, не стремясь добиться его сильного охлаждения. В самом деле, при этом растет эффективность теплового насоса, поскольку при слабом охлаждении источника тепла не происходит значительного роста разницы температур. По этой причине тепловые насосы делают так, чтобы масса низкотемпературного источника тепла была значительно большей, чем нагреваемая масса. В этом состоит одно из важнейших отличий теплового насоса от традиционных (топливных) источников тепла, в которых вырабатываемая энергия зависит исключительно от теплотворной способности топлива. По этой причине тепловой насос в каком-то смысле «привязан» к источнику низкопотенциального тепла, имеющего большую массу. Эта проблема может быть решена введением в тепловой насос системы массопереноса, например, системы прокачки воды. Так устроена система центрального отопления Стокгольма.
Источники энергии

По виду теплоносителя во входном и выходном контурах насосы делят на шесть типов: «грунт—вода», «вода—вода», «воздух—вода», «грунт—воздух», «вода—воздух», «воздух—воздух».

При использовании в качестве источника тепла энергии грунта трубопровод, в котором циркулирует антифриз, зарывают в землю на глубину 1 м. Минимальное расстояние между трубами коллектора-0,8-1 м.

Специальной подготовки почвы не требуется. Но желательно использовать участок с влажным грунтом, если же он сухой, контур надо сделать длиннее. Ориентировочное значение тепловой мощности, приходящейся на 1 м трубопровода, 20-30 Вт. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходим земляной контур длиной 350—450 м, для укладки которого потребуется участок земли площадью около 400 м2 (20×20 м). При правильном расчете контур не влияет на зеленые насаждения.

Если свободного участка для прокладки коллектора нет или в качестве источника тепла используется скалистая порода, трубопровод опускается в скважину. Не обязательно использовать одну глубокую скважину, можно пробурить несколько неглубоких, более дешевых, чтобы получить общую расчетную глубину. Иногда в качестве скважин используют фундаментные сваи.

Ориентировочно на 1 пог. м скважины приходится 50-60 Вт тепловой энергии. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходима скважина глубиной 170 м.

Существенно снизить необходимую глубину скважины и увеличить отбор тепловой энергии до 700 Вт на на 1 пог. м скважины позволяет применение активного контура «Fill well» первичного преобразователя теплового насоса (необходимым условием является наличие обводненого горизонта вскрываемого скважиной).

Среди тепловых насосов, использующих тепло поверхностного слоя земли, выделяется система EarthLinked® с подземным медным теплообменником DIRECT AXXESS® .

Хладагент подается непосредственно к источнику земного типа, что обеспечивает высокую эффективность геотермальной отопительной системы. Испаритель устанавливают в грунт горизонтально ниже глубины промерзания или в скважины диаметром 40-60 мм пробуренные вертикально либо под уклоном до глубины 15-30 м. Благодаря такому инженерному решению устройство теплообменного контура производится на площади всего несколько квадратных метров, не требует установки промежуточного теплообменника и дополнительных затрат на работу циркуляционного насоса.

При использовании в качестве источника тепла близлежащего водоема контур укладывается на дно. Этот вариант принято считать идеальным: не слишком длинный внешний контур, «высокая» температура окружающей среды (температура воды в водоеме зимой всегда положительная), высокий коэффициент преобразования энергии тепловым насосом.

Ориентировочное значение тепловой мощности на 1 м трубопровода — 30 Вт. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходимо уложить в озеро контур длиной 300 м. Чтобы трубопровод не всплывал, на 1 пог. м устанавливается около 5 кг груза.

Для получения тепла из теплого воздуха (например, из вытяжки системы вентиляции) используется специальная модель теплового насоса с воздушным теплообменником. Тепло из воздуха для системы отопления и горячего водоснабжения также можно собирать на производственных предприятиях.

Если тепла из внешнего контура все же недостаточно для отопления в сильные морозы, практикуется эксплуатация насоса в паре с дополнительным генератором тепла (в таких случаях говорят об использовании бивалентной схемы отопления). Когда уличная температура опускается ниже расчетного уровня (температуры бивалентности), в работу включается второй генератор тепла — чаще всего небольшой электронагреватель.

К преимуществам тепловых насосов в первую очередь следует отнести экономичность: для передачи в систему отопления 1 кВт·ч тепловой энергии установке необходимо затратить всего 0,2-0,35 кВт·ч электроэнергии. Кроме того, теплонасос не сжигает топлива и не производит вредных выбросов в атмосферу. Он не требует специальной вентиляции помещений и абсолютно безопасен. Все системы функционируют с использованием замкнутых контуров и не требуют эксплуатационных затрат, кроме стоимости электроэнергии, необходимой для работы оборудования.

Еще одним преимуществом тепловых насосов является возможность переключения с режима отопления зимой на режим кондиционирования летом: просто вместо радиаторов к внешнему коллектору подключаются фэн-койлы.

Тепловой насос надежен, его работой управляет автоматика. В процессе эксплуатации система не нуждается в специальном обслуживании, возможные манипуляции не требуют особых навыков и описаны в инструкции.

Важной особенностью системы является ее сугубо индивидуальный характер для каждого потребителя, который заключается в оптимальном выборе стабильного источника низкопотенциальной энергии, расчете коэффициента преобразования, окупаемости и прочего.

Теплонасос компактен (его модуль по размерам не превышает обычный холодильник) и практически бесшумен.

Хотя идея, высказанная лордом Кельвином в 1852 году, была реализована уже спустя четыре года, практическое применение теплонасосы получили только в 30-х годах прошлого века. В западных странах тепловые насосы применяются давно — и в быту, и в промышленности. Сегодня в Японии, например, эксплуатируется около 3 миллионов установок,в Швеции около 500 000 домов обогревается тепловыми насосами различных типов.
КПД тепловых насосов

Тепловой насос способен, используя высокопотенциальные источники энергии, «накачать» в помещение от 200 % до 600 % низкопотенциальной тепловой энергии. В этом нет нарушения закона сохранения энергии.

Теоретически применение тепловых насосов для обогрева помещений гораздо эффективнее газовых котлов. Современные парогазотурбинные установки на электростанциях имеют КПД, существенно превышающий КПД газовых котлов. В результате при переходе электроэнергетики на современное оборудование и при применении тепловых насосов можно получить экономию газа до 10 раз в сравнении с газовыми котлами.
Перспективы

Широкому распространению теплонасосов мешает недостаточная информированность населения. Потенциальных покупателей пугают довольно высокие первоначальные затраты: стоимость насоса и монтажа системы составляет $300-1200 на 1 кВт необходимой мощности отопления. Но грамотный расчет убедительно доказывает экономическую целесообразность применения этих установок: капиталовложения окупаются, по ориентировочным подсчетам, за 4-9 лет, а служат теплонасосы по 15-20 лет до капремонта.

Еще более многообещающей является система, комбинирующая в единую систему теплоснабжения геотермальный источник и тепловой насос. При этом геотермальный источник может быть как естественного (выход геотермальных вод), так и искусственного происхождения (скважина с закачкой холодной воды в глубокий слой и выходом на поверхность нагретой воды).

Другим возможным применением теплового насоса может стать его комбинирование с существующими системами централизованного теплоснабжения. К потребителю в этом случае может подаваться относительно холодная вода, тепло которой преобразуется тепловым насосом в тепло с потенциалом, достаточным для отопления. Но при этом вследствие меньшей температуры теплоносителя потери на пути к потребителю (пропорциональные разности температуры теплоносителя и окружающей среды) могут быть значительно уменьшены. Также будет уменьшен износ труб центрального отопления, поскольку холодная вода обладает меньшей коррозионной активностью, чем горячая.
Ограничения применимости тепловых насосов

При слишком большой разнице между температурой на улице и в доме, тепловой насос теряет эффективность (предел применимости в системах отопления домов за счёт откачки тепла от наружного воздуха — около -15-20°С). Для решения этой проблемы применяются системы откачки тепла из грунта либо грунтовых вод. Для этого в грунте ниже точки промерзания укладываются трубы, в которых циркулирует теплоноситель, либо (в случае обильных грунтовых вод) через теплонасосное оборудование прокачиваются грунтовые воды.

Ещё огромное «НО» заключено в конкретных тарифах на электричество и газ. Для производства 1 кВт-часа электроэнергии необходимо затратить 1/3 кг условного топлива. В результате стоимость калории электрической и газовой различается в 3-10 раз. А поскольку газовое отопительное оборудование намного дешевле теплонасоса, то может оказаться, что овчинка выделки не стоит.

Рядом фирм исследовались теплонасосы типа «стирлинг-стирлинг», где обогреваемый газом двигатель Стирлинга приводил в движение тепловой насос Стирлинга. Ожидалось, что такой теплонасос на каждую газовую калорию сможет добавить ещё 1-2 калории, взятые из окружающей среды. К сожалению, эксперименты не дали ожидаемых результатов и были прекращены. Конкретных данных о работах опубликовано не было. Но, можно предположить, что виной оказалась малая разница температур. Чтобы обеспечить потребную мощность теплопередачи, тепловой насос типа стирлинга должен иметь большую площадь теплообмена. Машины с паровым циклом (смесь «жидкость-пар») оказываются в этом случае дешевле и компактнее.
Основные схемы отопления с применением тепловых насосов
Индивидуальное отопление (отопление квартир)

Наиболее простой вариант – использование моноблочных модулей «воздух-вода». К примеру, отопление и горячее водоснабжение двухкомнатной квартиры площадью 60 кв.м. может вполне обеспечить модуль номинальной мощностью 5.5 кВт. Для южных регионов Украины такой модуль обеспечит среднесезонный отопительный коэффициент порядка 2.75.

Кроме того, потребитель дополнительно получает бесплатную систему кондиционирования, которая обеспечит его и бесплатной горячей водой в летнее время. Еще более эффективным станет применение системы индивидуального отопления с помощью ТН в случае введения тарифов централизованного теплоснабжения, дифференцированных по температуре теплоносителя. Использование ТН для догрева теплоносителей до нужной температуры позволит снизить стоимость единицы потребляемой тепловой энергии в 6...8 раз по сравнению с централизованными системами теплоснабжения.
Стандартные объекты обогрева

    * Бассейны
    * Дачи, коттеджи
    * Квартиры
    * Гостиницы, рестораны
    * Коттеджные городки
    * Офисно-торговые центры
    * Производственные помещения

Экономичность:

    * Низкое энергопотребление теплового насоса достигается за счет высокого КПД и позволяет получить на 1 кВт затраченной электрической энергии 3-7 кВт тепловой энергии. Система теплового насоса требует минимум электроэнергии для поддержания комфортной температуры жилья, а также получения достаточного запаса горячей воды;
    * Система исключительно долговечна, срок эксплуатации грунтового зонда может достигать 100-150 лет; отопительного контура 100 лет. Непосредственно в самом тепловом насосе единственной движущей частью является компрессор, срок службы которого составляет 15 лет, и который можно легко заменить по истечении срока его эксплуатации;
    * Отсутствие необходимости в закупке, транспортировке, хранении топлива и расходе денежных средств, связанных с этим;
    * Высвобождение значительной территории, необходимой для размещения котельной, подъездных путей и склада с топливом;
    * Срок окупаемости теплового насоса не превышает 7 — 10 отопительных сезонов.

Экологичность:

    * Тепловой насос — это экологически чистый метод отопления и кондиционирования, т.к. не производится эмиссия CO2, NO Х и других выбросов, приводящих к нарушению озонового слоя и кислотным дождям;
    * При использование теплового насоса отсутствуют аллергено-опасные выбросы в помещение, т.к. нет сжигаемого топлива и не используются запрещенные хладагенты;
    * Тепловой насос бережен в отношении к вашему здоровью и окружающей среде.

Комфорт:

    * Тепловой насос работает устойчиво;
    * Колебания температуры и влажности в помещении минимальны;
    * Тепловой насос не требует специальной вентиляции помещений, где происходит нагрев воды и теплоносителя;
    * Тепловой насос абсолютно взрыво- и пожаробезопасен;
    * В процессе эксплуатации тепловой насос не нуждается в специальном обслуживании, возможные манипуляции не требуют специальных навыков и описаны в инструкции;
    * Тепловой насос можно диагностировать на расстоянии и вносить корректировки. Для этого необходимо иметь линию Интернет;
    * Обслуживание теплового насоса заключается в сезонном техническом осмотре и периодическом контроле режима работы.

http://t-nasos.ru/teplovoj-nasos/

Тепловой насос от aparat2

Рассказ о том, как посетитель форума aparat2 решал проблему отопления своего дома

Предыстория

Посетитель форума aparat2 построил дом 2,5 этажа. На следующем этапе строительства нужно было провести отопление по всему дому.

Вначале aparat2 планировал отапливать дом и купил для этого б/у газогенерационный котёл на дровах мощностью 40 к.в. Но когда пришло время установки, его перестала радовать перспектива заготовки дров. Следующий вариант - недалеко от участка 1,5 км проходит труба природного газа низкого давления. Но, так как плотность заселения в посёлке маленькая, и тянуть трубу ради одного человека было дорого, то и этот вариант был отвергнут. Потом ему пришло другое решение - установить пару шкафов с батареей 80-литровых пропановых баллонов из 6 штук в каждом. Неудобство этого проекта заключалось в постоянной (раз в 3 недели) заправке газовых баллонов. Кроме того, почва на его участке мягкая и заезд тяжёлого транспорта мог окончательно испортить внешний вид и состояние почвы, а катать вручную баллоны не хотелось.

И, как всегда, проблему разрешил случай.

Идея теплового насоса

Несмотря на то, что aparat2 пробовал различные виды обогрева, он давно вынашивал идею теплового насоса. Но камнем преткновения было однофазное электричество и допотопный счётчик на 20 ампер максимальной нагрузки. Поменять эклектическое питание на трёхфазное или прибавить мощность в районе пока не было возможности.
Но вдруг помог случай – по плану поменяли счётчик на новый, 40 амперный.

aparat2 прикинул и решил, что этого хватит на частичный обогрев (2,5 этаж он не планировал использовать зимой), взялся зондировать рынок тепловых насосов. Запрошенные в одной фирме цены на однофазные ТН на 12 киловатт заставили задуматься:
Thermia Diplomat TWS 12 к.в.ч. 6797 ?
Thermia Duo 12 к.в.ч. 5974 ?

Чтобы запустить компрессоры требовалось не менее 45 ампер. Так как планировалось брать теплосъём со скважинной воды, не было уверенности в дебете имеющейся скважины. Чтобы не рисковать такой суммой он решил собрать ТН сам, благо какие-то навыки были из жизни. Работал когда-то менеджером по распространению вентиляционно-кондиционерного оборудования.

Концепция

aparat2 решил делать ТН из двух однофазных компрессоров по 24000 БТУ (7 кв/ч. по холоду). Поэтому получался каскад общей тепловой мощностью 16-18 киловатт при потреблении электричества при СОP3 около 4-4,5 кв/ч. Выбор двух компрессоров был обусловлен меньшими стартовым током на каждый агрегат, так как он не намечал их одновременный запуск. К тому же пока обжит только второй этаж, и он решил, что хватит одного компрессора. А если получится с одним насосом, можно будет смело делать отопление на весь дом.

aparat2 отказался от использования пластинчатых теплообменников. Во-первых, из соображений экономии, не хотел выкладывать за Данфос по 389 ? за штуку. А во-вторых, решил совместить теплообменник с ёмкостью теплоаккумулятора, то есть, увеличил инерционность системы, убив тем самым двух зайцев. К тому же aparat2 не хотел делать водоподготовку для нежных пластинчатых теплообменников, снижая тем самым КПД. А вода у него плохая, с высоким содержанием железа.

Первый этаж уже оснащён обвязкой тёплого пола с примерным шагом 15 см.
Второй этаж радиаторы (слава Богу, хватило скупости поставить их с 1,5 тепловым запасом ранее). Забор теплоносителя из скважины (12,5 м. Установлена на первый слой доломита. +5,9 замер на 03.2008). Утилизация отработанной воды в общедомовую канализацию (двух камерный отстойник + инфильтрационный грунтовый поглотитель). Принудительная циркуляция в контурах теплосъема.

Вот, принципиальная схема:

1. Компрессор (пока один).
2. Конденсатор.
3. Испаритель.
4. Терморегулирующий клапан (ТРВ)

От других устройств безопасности он решил отказаться (фильтр-осушитель, смотровое окно, ресивер). Для того чтобы подобрать компрессор и сделать расчёты системы он использовал информацию из интернета

Компрессор

Он купил слегка подержанный компрессор от 7 киловатной сплит системы какого-то Тепловой насоскорейского кондиционера. Компрессор оказался около 7,5 к.в. по холоду и около 9-9,5 кв. по теплу американской фирмы Текумсет. Компрессор на R22 фреоне, а это значит чуть больший коэффициент полезного действия. Температура кипения -10с, конденсации +55с.

Компрессор укреплён на стене кронштейнами L-300мм.

Конденсатор

aparat2 приобрёл бак из нержавейки примерно на 120 литров. Было решено разрезать его на две части, вставить змеевик из медной трубы фреоновода, и сварить его обратно. Заодно и вварить несколько технических дюймово-резьбовых соединений.

Формула расчёты площади поверхности трубы медного змеевика:

M2 = kW/0,8 x ∆t

Где; M2 - площадь трубы змеевика в квадратных метрах,
kW – Мощность тепловыделения системы (с компрессором) в киловаттах,
0,8 – коэффициент теплопроводности меди/воды при условии противотока сред,
∆t – разность температуры воды на входе и выходе системы. У aparat2 это 35с-30с= +5˚С.

Итого получилось около 2²м. площади теплообмена змеевика. Он его чуть уменьшил, так как температура на входе фреона около +82˚С, на этом можно немного сэкономить. Но, как он писал ранее, не более чем 25% от размера испарителя.

Смоделированная система в CoolPack показала Cop 2,44 на штатных диаметрах труб теплообменника. И Cop 2,99 при диаметре на шаг выше. А это ему на руку, так как в будущем он рассчитывает присоединить и второй компрессор на эту ветку. Решил использовать медную трубу ½’ дюйма (или 12,7 мм наружного диаметра), от холодильника.

Примечание:
Трубка со стенкой 0,8 мм очень нежная, если чуть передавишь, она заминается. Сложно работать. Поэтому он рекомендует брать трубку с толщиной стенки 1-1,2мм.
Фреоновод змеевика входит в конденсатор сверху, выходит снизу. Так конденсируясь, жидкий фреон будет скапливаться внизу и уходить без пузырьков.

Таким образом, он взял 35 метров трубы, свернул её в змеевик, намотав на удобный цилиндрический предмет (баллон). По краям зафиксировал витки двумя алюминиевыми рейками для прочности и равношаговости петель.

Концы вывел наружу с помощью сантехнических переходов на медную тубу на скрутку. Чуть рассверлил их с диаметра 12 на 12,7 мм, а вместо обжимного кольца после сборки намотал льна на герметике и зажал контргайкой.

Испаритель

Для испарителя не требовалось высокой температуры, и он выбрал пластмассовую ёмкость, типа бочки, на 127 литров с широкой горловиной.

Примечание:
Идеально подошла бы бочка на 65 литров. Но он побоялся, что труба ¾ очень плохо гнётся, поэтому взял размер побольше.

Затем он рассчитал и изготовил испаритель по такому же принципу, как и у конденсатора. Понадобилось 25 метров трубы ¾’ дюйма (19,2мм наружный) со стенкой 1,2 мм. Использовал отрезки UD профиля для монтажа регипса, как рёбра жёсткости. Он скрутил обычной медной электротехнической проволокой без изоляции.

Примечание:
Испаритель затопленного типа. То есть жидкий фреон заходит в охлаждаемую воду снизу, испаряется и в газообразном состоянии поднимается вверх к компрессору. Так лучше для теплопередачи.

Переходы он взял пластмассовые от питьевой трубы PE 20*3/4’ с наружной резьбой, соединил их с бочкой контргайками и уплотнением из льна и герметика. Подачу и сток воды сделал из обычных канализационных труб и резиновых уплотняющих манжет, вставленных враспор.

Испаритель также был установлен на кронштейны L-400мм.

ТРВ

Приобрёл ТРВ фирмы Honeywell (бывшая FLICA). На его мощность потребовалась к нему дюза 3мм. И наличие выравнивателя давления.

Примечание:
ТРВ во время пайки нельзя перегреть выше +100с! Поэтому он обмотал его тряпочкой, пропитанной водой для охлаждения. После проделанной работы почистил налёт мелкой наждачной бумагой.

В конце работы припаял трубку, линии выравнивания как положено по инструкции монтажа ТРВ.

Сборка

Перед сборкой прикупил комплект для жёсткой пайки Rotenberg, а также 3 электрода с 0% содержанием серебра и 1 электрод с 40% содержанием серебра для пайки в стороне компрессора (вибростойкий). С их помощью собрал всю систему.

Примечание:
Он советует брать баллон Максигаз 400 (жёлтый баллон)! Он не многим дороже Мультигаза 300 (красный), но производитель обещает до +2200 С пламени. Но и этого недостаточно для ¾’ трубы. Паялось плохо, приходилось изловчаться, использовать тепловой экран, и т.д. Гораздо удобнее пользоваться кислородной горелкой.

К тому же надо впаять в систему заправочный пипсик - штуцер с ниппелем для подсоединения шланга (не помнит название). Его он впаял на входе в компрессор. Рядом видна входная труба выравнивателя ТРВ. Она впаивается после испарителя, термобаллона ТРВ, но до компрессора.

Редукционные тройники он не стал использовать, так как боялся уменьшения надёжности от дополнительных паечных швов вблизи компрессора.

Заправка фреоном

Перед заправкой фреоном собранную, но не Тепловой насосзаполненную водой систему надо вакуумировать. Лучше использовать вакуумный насос. Если такового нет в наличии, то умельцы приспосабливают обычный компрессор от старого холодильника.
Для данной системы достаточно 2 кг фреона. Ещё он приобрёл манометр для замера давления. Но не специальный фреоновый за 10 $, а обычный для насосной станции за 3,5 $.

Систему заправил с помощью внутреннего давления фреона в баллоне. Затем выждал пару дней, давление не упало. Значит, утечки нет. Для уверенности он промазал все соединения мыльной пеной - пузырей не обнаружил.

Примечание:
У него заправочный ниппель впаян сразу перед компрессором (для замера давление в этом месте при настройке). Нельзя заправлять жидким фреоном систему с работающим компрессором. Компрессор наверняка выйдет из строя. Только газообразной фазой - баллоном вверх!

Автоматика

Для этого необходимо однофазное пусковое реле, для тока около 40 А. Автоматический предохранитель С группы на 16А. Электрический щиток с DIN рейкой.

Ещё он установил два реле температуры с капиллярными термодатчиками. Один поставил на воду на выходе из конденсатора. Выставил примерно на 40 градусов, чтобы отключал систему при достижении водой этой температуры. И на выход воды из испарителя на 0 градусов, чтобы аварийно отключал систему и не разморозил её случайно. Кроме внешнего вида и наглядности пользования у него есть и недостаток – запрограммированные значения сбиваются при кратковременных перебоях электроснабжения.

Пробный запуск

Перед запуском aparat2 закачал в систему примерно 6 бар давления из баллона. Затем кинул временный провод, подсоединил пусковой конденсатор. Предварительно наполнил ёмкости водой. Через сутки вода имела комнатную температуру около +15с.

И торжественно включил автомат. Его сразу же выбило. Ещё раз включил - то же самое. Пока он переключал, слышно, как двигатель гудит, но не запускается. Затем он перебросил клеммы на конденсаторе (их почему-то три). Включил снова автомат. И компрессор заработал.

Давление на всасывании сразу упало до 2 бар. Открыл баллон с фреоном, чтобы система заполнялась. По табличке рассчитал необходимое давление кипения фреона. Для параметров его системы необходимо +6˚С и выходе воды +1˚С, требуется температура кипения -4˚С. Фреон кипит при такой температуре при давлении 4,3 кг.см. (бар) (атмосфер).

Как он не пытался выставить точное это давление, ничего не получалось. Пока система не выведена на рабочий режим температур, регулировки лишь примерны.

Через минут пять подача достигла примерно +80 градусов. Пока не изолированная труба испарения покрылась лёгким инеем. Вода в конденсаторе через минут десять на ощупь уже нагрелась до +30 - +35. Вода в испарителе приблизилась к 0˚С. Чтобы чего-то не разморозить, он отключил систему.

Пробный запуск показал полную работоспособность системы. Аномалий не замечено. Потребуется дальнейшие регулировки ТРВ и давления фреона после подключения контура отопления и охлаждения скважинной водой.

На этом первый этап конструирования теплового насоса был закончен

Затраты на изготовление Теплового насоса примерной мощностью 9 кв/ч по теплу (цены актуальны для г.Риги).

Конденсатор:

Бак нержавейка 100 литров - 25 у.е.
Электроды нержавейка – 6 у.е.
Муфты нержавейка – 5 у.е.
Услуги сварщика (обед) – 5 у.е.
Медная труба 12,7 (1/2”)*0,8мм. 35 метров – 105 у.е.
Медная труба 10*1 мм. 1 метр – 3 у.е.
Переходы на медь (комплект) – 3 у.е.
Отвоздушиватель Ду 15 – 5 у.е.
Предохранительный клапан 2,5 бар – 4 у.е.
Кран сливной Ду 15 – 2 у.е.
Итого: 163 у.е. (к сравнению, пластинчатый теплообменник Данфос 389 у.е)

Испаритель:

Бочка пласм. 120 литров - 12 у.е.
Медная труба 19.2 (3/4”)*1.2мм. 25 метров – 130 у.е.
Медная труба 6*1мм. 1 метр – 2 у.е.
Терморегулирующий вентиль Honeywell (дюза 3мм.) – 42 у.е.
Кронштейны L-400 2 штуки – 9 у.е.
Кран сливной Ду 15 – 2 у.е
Переходы на медь (комплект) – 3 у.е.
РВС труба 50-1м. 2 штуки – 4 у.е.
Резиновые переходы 75*50 2 штуки – 2 у.е.
Итого: 206 у.е. (к сравнению, пластинчатый теплообменник Данфос 389 у.е)

Компрессор:

Компрессор мало б/у 7,2 к.в. (25500 бту) – 30 у.е.
Кронштейны L-300 2 штуки – 8 у.е.
Фреон R22 2 кг. – 8 у.е.
Комплект монтажный – 4 у.е.
Итого: 50 у.е.

Монтажный комплект:

Паяльная лампа ROTENBERG (комплект) – 20 у.е.
Электроды жёсткой пайки (40% серебра) 3 штуки – 3,5 у.е.
Электроды жёсткой пайки (0% серебра) 3 штуки – 0,5 у.е.
Манометр для фреона 7 бар – 4 у.е.
Шланг заправочный - 7 у.е.
Итого: 35 у.е.

Автоматика:

Реле пускателя однофазное 20 А – 10 у.е.
Щиток электрический встраиваемый – 8 у.е.
Предохранитель однофазный С16 А – 4 у.е.
Итого: 22 у.е.

Итого в целом 476 у.е.

Автор: aparat2

http://www.newshouse.ru/page-id-2232.html

Использование теплового насоса

Тепловые насосы, использующие тепло воздуха более эффективны, в местностях с мягким климатом либо при условии использования в летних домах

Они менее эффективны, чем насосы, использующие теплоту грунта, потому как во втором случае тепло берется из земли, которая теплее, чем воздух в холодное время года. Тем не менее, тепловые насосы с воздухом в качестве источника тепла дешевле в установке, потому как для их установки не требуется контура заземления. Такие насосы используют наружный воздух в качестве источника тепла или теплопоглотитель для отопления или охлаждения внутреннего пространства. Также такие насосы могут обеспечивать подачу горячей воды.

Принцип работы

Тепловой насос использует процесс понижения температуры и передает энергию низкой температуры в охлаждающую цепь, сжимает хладагент, в процессе чего вырабатывается высокая температура, и передает это тепло в систему подачи горячей воды и отопления или, в жаркое время года,  выводит его из дома. Тепловой насос передает энергию в форме тепла из места с низкой температурой в место с более высокой температурой. Системы обычно имеют одно устройство мощностью 4кВт либо несколько устройство с одним прибором управления, вырабатывая около 30кВт.

Тепловые насосы, использующие теплоту грунта, подходят не для любого проекта дома, это в основном происходит из-за нехватки открытого пространства. Тепловые насосы, использующие тепло воздуха, сегодня предлагают обоснованную альтернативу  необходимости установки контуров заземления; такие насосы занимают пространство только на наружной стене дома. К примеру, английская компания Danfoss выпускает насосы мощностью на выходе от 6-12кВт, и предлагает полное решение отопления помещений и поставки горячей воды. Тепловые насосы этой компании с запатентованной технологией забирают энергию из воздуха, температура которого не ниже -200С.

Может показаться странным, но даже в холодное время года и ночью в воздухе выделяется большое количество термической энергии (тепла). Тепловые насосы, использующие теплоту воздуха, извлекают это тепло из окружающего воздуха.

В той части теплового насоса, которая находится с внешней стороны дома, хладагент соприкасается с наружным воздухом в теплообменном аппарате. Воздух прогоняется через выпарной аппарат благодаря вентилятору, расположенному со стороны теплового насоса. Хладагент, который находится в жидком состоянии, поглощает свободную энергию из воздуха, и в процессе этого превращается в газ. Сенсор в запорном клапане гарантирует, что жидкий хладагент забирает необходимое количество свободной энергии до того, как хладагент (теперь уже в газовом состоянии) переходит в компрессор. Компрессор повышает давление хладагента. Температура пара достигает примерно 100°C. Горячий газ затем поступает к конденсатор. Конденсатор является той частью насоса, которая выделяет тепло. В конденсаторе, который является теплообменным аппаратом, полностью спаянным из нержавеющей стали, хладагент (в газовом состоянии) соприкасается с водой из системы отопления (радиаторы и/или напольные змеевики). Когда теплый газ охлаждается циркулирующей водой для нагрева, он переходит из газообразного состояния в жидкое.

В процессе этого вырабатывается энергия, которая поступает в систему отопления или подачи горячей воды. После конденсатора хладагент, который теперь находится в жидком состоянии, проходит через фильтр для отделения капельной влаги. Этот фильтр используется для сбора влаги в системе. После фильтра вещество проходит к запорному клапану, где понижается его давление. Это также приводит к снижению температуры. Когда хладагент проходит клапан и переходит к выпарному аппарату, он снова превращается в пар. Это завершает цикл хладагента. Запорный клапан оснащен сенсором, находящимся перед компрессором. Сенсор контролирует количество жидкости, поступающей в выпарной аппарат.

Установка

Установка тепловых насосов с источником тепла – наружным воздухом в существующих зданиях требует консультаций со специалистами. Английская компания Danfoss Heat Pumps специализируется на установке таких насосов в новых зданиях, при полном ремонте, перестройке летних домой и в промышленных разработках. Предлагается также использовать такие насосы для нагрева воды в бассейнах.

Преимущества:

    * Пониженное количество выбросов углерода – такие насосы могут значительно снизить выброс углерода (до 50%) по сравнению с традиционными газовыми или масляными бойлерами. Этот показатель также можно уменьшить, если электричество, используемое для работы теплового насоса, вырабатывается возобновляемыми источниками энергии, например, ветряки, солнечные панели.
    * Более низкие затраты на обогрев.
    * Используется около 25% - 35% электричества по сравнению со стандартной электрической системой отопления для выработки такого же количества тепла.
    * Средняя эффективность насоса равняется 70-95% эффективности газовых бойлеров, работающих на ископаемом топливе.
    * Небольшое количество подвижных частей, что снижает требования по техобслуживанию.
    * Так как насос относится к электрооборудованию, то в нем не используется топливо, которое легко воспламеняется или способно вызвать удушье, что снижет уровень потенциальной опасности для пользователей.
    * Может использоваться для нагрева или/и охлаждения воздуха и воды.
    * Может использоваться вместе с напольным панельным отоплением, технологией использования солнечных панелей и другими экологически безвредными системами отопления/охлаждения и нагрева воды.
    * В 2009г. на этот вид отопления будут выдаваться гранты.
    * Низкий уровень шума – новые насосы компании Danfoss работают намного тише, чем многие более старые модели, работая при  45 – 51дБ. К примеру, посудомоечная машина работает при 55 - 70 дБ, а холодильник - около 50 дБ. Тепловые насосы с воздухом в качестве источника тепла состоят из двух частей, наружная часть может располагаться на расстоянии до 30м от дома.
    * Простота установки – тепловые насосы, использующие воздух, не требуют работ по копанию или экскаваторных работ. Кроме того, не требуется затратного подключения к газораспределительной сети, также не требуется установки неприглядного резервуара для масла или строительства специального места для хранения твердого топлива. Установка теплового насоса с использованием воздуха окупается всего за 5 лет.

Дополнительная информация о тепловых насосах, использующих теплоту воздуха

Тепловые насосы поставляют горячую воду из нагнетательной системы с температурой до 55°C, что является приемлемым для домашнего использования. Может быть целесообразным использование традиционной технологии отопления вместе с тепловым насосом, использующим тепло воздуха, для нагрева воды с температурой 55°C. Система забора воздуха с вентилятором (система обработки наружного воздуха) фиксируется с наружной стороны дома и требует минимального техосмотра.

Тепловые насосы, использующие воздух, забирают энергию из воздуха и повышают температуру, используя процесс, похожий на обратный процесс охлаждения. Для больших площадей потребуется установка ряда внешних блоков подготовки воздуха вместе с внутренним тепловым насосом и резервуара горячей воды, находящимся под давлением  для подачи горячей воды. В этой системе не используется наружных труб, и большинство рабочих элементов находится в доме. В основном, тепловые насосы, использующие воздух, работают на протяжении 20 лет без ремонта, требуется только профилактика.

Автор: Наталия Коцюбенко

http://www.newshouse.ru/page-id-2902.html

Немного теории.

Дом 150 кв.м. Теплопотери 80 Вт/м2
Нужно 150*80=12 кВт тепла.

Дельта ТН 4 градуса.
Для воды имеем 12000=4*1.16*Х

Теплоноситель вода Х=2.6 м3/час

Теплый пол грубо 7м/п 16 трубы * 150м2=1000м
Объем труб пола грубо 1000*.1=100 л=0.1 м3

Пусть 16 контуров по 65м

2.6м3/16=0.16м3/час/контур или грубо 2.6 л/мин, что реально обычно 1-4 л/мин.

Но ТН будет потреблять при к=3.5:
12/3.5=3.5 квТ/ч

Газ будет дорожать и следовательно эл-во тоже.

Далее 1 м3 газа даёт примерно 7кВт тепла

Итого для ТН: 3.5*24*30=2500 квт/месяц
Итого для газа: 12/7*24*30=1200 м3/месяц

По ценам считайте сами.

У нас С ТН я платил бы 2500*1.5= 3750
С газом 1200*1.4=1700

Здесь нужно учитывать ГЛАВНОЕ пропорция 1/7 с ростом цены на газ будет решающей. хотя и уменьшится.

Грубо через 5 лет газ 1200*5=6000
эл-во 2500*5=12500

Думайте сами. Коэффициент 3.5 ТН НЕ СПАСАЕТ ибо нужно 7 чтобы сравняться с газом.

Расчеты грубЫ но общую картину дают.

P.S. С чет-то я не согласен, но для ознакомления решил выложить расчеты Artem 2007  от 15.07.2008, 22:47

http://www.forumhouse.ru/forum16/thread12278-11.html

Я имел ввиду газовые баллоны + тепловой насос по летнему принципу (смотри 6 пост) с конвертором в доме ...

Вы его нагреваете газом, а потом полученное тепло идет на тепловой насос, которые за счет мультиэффекта это тепло увеличивает в несколько раз.

Газ дешевле электроэнергии ...

Я помню схему обогрева теплицы: трубы наполненные теплоносителем в земле подходят к шкафу в котором на медленном огне нагреваются на керосиновой горелке - у автора такая горелка горела без присмотра всю рабочую неделю, а в выходные он ее заправлял керосином заново. Так как шкаф металлический и небольшой, а огонь горелки тоже слабый, поэтому проблемы с пожароопасностью не возникало ...  Там все изолировано и закрыто на ключ ...

Германия: тепловые насосы вместо газовых котлов

2010-01-21 17:16:00

Все больше строителей в Германии выбирают для отопления домов тепловые насосы. К этой опции прибегает уже каждый пятый строитель в стране.Как передает «Deutsche Wellek, тепловые насосы извлекают тепло из почвы, грунтовых вод или воздуха и затем используют его для обогрева квартир и нагревания воды. Доля газа, применяемого для отопления новых домов, в прошлом году сократилась до 58,4%. Это самый низкий уровень за последние более чем 10 лет. Еще в 2004 году эта доля составляла 75%. Что же касается мазута, то он для отопления новых зданий уже практически не используется.Одна из главных причин такой тенденции государственные программы по стимулированию перехода на альтернативные источники энергии. Многие потребители в ФРГ также задаются вопросом, насколько надежно газовое снабжение их страны. Почти 37% импортируемого Германией газа поступает из России.

http://zorgbiogas.ru/regionnews/news_id_4276full