Отопительный тепловой насос. Типы, виды, классификация. Установка. Отзыв. Опыт применения, эксплуатации, отопления.

Эксплуатация отопительного теплового насоса. Опыт применения для отопления. Отзыв. Классификация по типам и видам. (10+)

Тепловой насос. Принцип действия. Отзыв. Опыт отопления

Оглавление :: Поиск

Типы, виды, классификация

Тепловой насос отнимает тепло от внешней среды и передает его во внутреннюю. Первый вид классификации тепловых насосов базируется на видах сред, от которых тепло отдирается и которые нагреваются. Тепло может отбираться непосредственно от внешнего воздуха или от жидкости (воды, антифриза). В зависимости от способов установки вода может поступать из скважины или водоема, вода или антифриз могут циркулировать по замкнутому контуру, проложенному в земле. Для самого насоса это неважно. Нагревать можно непосредственно воздух в помещении или воду / антифриз в системе отопления.

Таким образом у нас получается четыре варианта: вода-вода (отбирает тепло от воды или антифриза, нагревает воду), вода-воздух (отбирает тепло от воды или антифриза, нагревает воздух), воздух-вода (отбирает тепло от воздуха, нагревает воду), воздух-воздух (отбирает тепло от воздуха, нагревает воздух). Обычный кондиционер, включенный на отопление, является тепловым насосом воздух-воздух.

Следующим важным параметром является тип хладагента. От него зависит минимальная температура холодной среды и максимальная горячей. Действительно, хладагент должен кипеть при минимальной температуре холодной среды и конденсироваться (при большем давлении) при максимальной температуре горячей. Обычно применяются хладагенты, рассчитанные на работу -15/+65. Но бывают варианты до -35 и до +85.

Особняком стоят рекуператоры. Рекуперационные тепловые насосы отбирают тепло из воздуха и воды, которая отводится из помещения (вентиляция, канализация) и нагревают воду и воздух, поступающие в помещение.

Варианты установки

С насосами воздух-вода и воздух-воздух все понятно. Источником внешнего тепла для них является воздух снаружи. Такие насосы просты в установке и обслуживании, не требуют серьезных капвложений на земляные работы. Но у них есть серьезный недостаток. Они применимы только в теплых странах. Они показывают приемлемую эффективность только при положительных температурах окружающего воздуха. Есть насосы, способные работать до -35 градусов. Работать то они будут, но их КПД может оказаться меньше 100%, или совсем немного больше. Их эксплуатация имеет смысл в нашем климате только в межсезонье. Для моего случая такой вариант не подходил. Я его отбросил сразу.

Для теплового насоса вода-воздух или вода-вода нужен источник относительно теплой воды (более 5 гр). Если поблизости есть глубокий большой водоем, то он будет идеальным источником. У меня такого водоема нет, так что пришлось рассмотреть альтернативные варианты. Их два: скважины и замкнутый контур с антифризом, заложенный ниже глубины промерзания, в слое почвы с температурой 7 - 9 градусов.

В варианте со скважинами из одной скважины отбирается вода. Она имеет температуру 11 - 14 градусов. Она поступает в холодный теплообменник и нагревает его до указанной температуры, а сама охлаждается на несколько градусов. Охлажденная вода сбрасывается в другую скважину. Если скважины пробурены до мощного водоносного слоя, то проблем с подачей и сбросом воды нет.

В варианте с замкнутым контуром антифриз прокачивается по контуру на указанной глубине, нагревается на несколько градусов, потом поступает в холодный теплообменник, там охлаждается на несколько градусов, опять поступает в контур, проложенный по участку.

Прокладка теплообменного контура по участку в траншеях имеет ряд серьезных недостатков. Во-первых, расчеты показывают, что для обеспечения нормальной работы теплового насоса 15 кВт необходим теплообменный контур общей длиной 1 - 1.5 км, проложенный на глубине 2.5 - 3 метра. Если Ваш участок имеет длину 30 м, то Вам необходимо прокопать 35 траншей вдоль него и уложить туда трубы обменника. Можно сделать по-другому, вырыть котлован 10х10х3 метра. На дно положить змеевик с шагом 10 см, залить его бетоном толщиной 10 см и закопать котлован. В качестве труб обменника можно использовать металлопластик. Нужно сделать несколько параллельных контуров, чтобы уменьшить гидравлическое сопротивление и сократить расход энергии на прокачку теплоносителя. В такой змеевик нужно закачивать антифриз, так как иначе возможно замерзание. Все соединения труб следует делать очень надежными, а трубу использовать бесшовную, так как антифриз ядовит, а в случае утечек он попадет в почву. Про второй недостаток поверхностного теплообменного контура я узнал у человека, который его у себя реализовал. В результате все деревья в саду полностью вымерзли за один сезон. Тепловой насос настолько охладил почву, что она промерзла на все три метра. Пострадали корни деревьев. Кроме того этот человек поделился, что его насос не справляется с отоплением кирпичного дома 200 кв. м. при -35 градусах на улице, хотя длина обменника около 1 км. Все хорошо до -25, дальше приходится подтапливать обычными электрическими нагревателями.

Оценив полученную информацию, я решил бурить скважины. Скважин нужно две. Из одной скаженным насосом выкачивается вода. Она проходит через холодный теплообменник отдает тепло хладагенту, сама охлаждается. После этого вода сливается в другую скважину. Скважины надо располагать на достаточном расстоянии друг от друга, чтобы вода в водоносном слое между ними не промерзла. У меня они на расстоянии 10 м. Бурение скважин - дело дорогое. В наших краях получается 3 т. р. за метр. Мне были нужны две скважины по 50 метров. Посчитав, купил портативную буровую установку, б/у за 100 т. р. Пробурил две скважины, продал ее же за 90 т. р. В итоге с учетом обсадочных труб мне две скважины обошлись в 60 т. р. плюс электричество, плюс неделя работы.

В сухом остатке

Обратите внимание, что для теплового насоса нужно электричество, хотя и не так много, как для котла. Мой насос в самые морозы потребляет 3 кВт, отапливая двухэтажный хорошо утепленный объект общей площадью 250 кв. м. Перебои с электроэнергией там - дело обычное. Могут выключить на неделю. Там стоит резервная автономная дизельная электростанция на 9 кВт. Ее мощности хватает в том числе и на тепловой насос.

На отопление описанного объекта за сезон уходит 30 - 35 тыс. рублей в зависимости от средних температур (оплата электроэнергии). В межсезонье расход совсем небольшой, зимой бывает до 6 тыс. рублей в месяц.

(читать дальше...) :: (в начало статьи)

Оглавление :: Поиск

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.