Тепловой насос земля воздух

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТЕПЛОВОЙ НАСОС

Теплонасос

Термоэлектрический тепловой насос, или Пельтье-тип теплово­го насоса, достаточно известен. Он нашел одно или два примене­ния, где хорошо удовлетворяет предъявленным требованиям.

Нагрев и охлаждение спаев между разнородными материалами вызывают протекание электрического тока. Обратный эффект состоит в том, что пропускание электрического тока через такие спаи вызывает поток тепла. Элементарный термоэлектрический теп­ловой насос получается при соединении полупроводников р — и «-типа, как показано на рис. 2.24. В этом случае протекание тока в указанном направлении вызывает поток тепла от спая п/р к под­водящим ток электродам.

Тепловой поток связан с коэффициентом Зеебека 5. Показатель добротности термоэлектрических материалов имеет вид S2/kp, где k — теплопроводность; 1/р — электропроводность. Этот показатель зависит от температуры, поэтому материалы должны быть выбра­ны в соответствии с рабочим интервалом температур.

Тепловой баланс одного плеча теплового насоса (см. рис. 2.24):

11 (L/A) Ш

Q — STjI —

2 L/A

■ термопара;

Четыре члена справа отражают соответственно термоэлектри­ческий теплонасосный эффект, джоулев нагрев полупроводника, поток тепла за счет теплопроводности от горячего спая к холодному и джоулев нагрев спая. Отметим, что если пренебречь последним членом, то для заданных I и LJA величина Q не зависит от разме­ров устройства. Это позволяет реализовать его миниатюризацию до размеров в несколько миллиметров.

Так

Рис. 2.24. Схема термоэлектри­ческого элемента.

Рис. 2.25. Термоэлектрический стабилизатор точки плавления льда. / — охлаждающий модуль (тепловой иасос); 3 — отвод тепла; 3 — слой льда; 4- 5 — трубка с образцами; 6 — герметичная камера; 7 — микровыключатель.

Реальные тепловые насосы собираются из большого числа эле­ментов, соединенных последовательно, а в тепловом отношении как последовательно, так и параллельно, откуда возникают пробле­мы одновременного получения теплового контакта и электрической изоляции соединения.

Несмотря на проблемы отыскания недорогих и эффективных полупроводниковых материалов и их тщательной сборки, эти уст­ройства нашли два интересных применения, в которых значения КОП близки к достигнутым в абсорбционном цикле.

Пример 1. Охлаждение флуоресцентных ламп для поддержания оптимального давления. Применение описанного устройства здесь удобно благодаря его малому размеру и подводу электропитания к самой лампе. Небольшое увеличение расхода электроэнергии Окупается существенным улучшением светоотдачи .

Пример 2. Поддержание нулевой температуры холодного спая термопар (рис. 2.25). Здесь термоэлектрическая система подходит идеально, поскольку она реверсивна и обеспечивает строго пропор­циональное управление. Кроме того, в отличие от других холодиль­ных систем ее легко миниатюризовать *.

Промышленные тепловые агрегаты (печи, котлы, сушила)

Наша компания занимается разработкой, проектированием, строительством и модернизацией промышленных печей (нагревательные, термические, гомогенизации), сушил, котлов, горелок и газогорелочного оборудование, систем управления АСУ ТП.

Общие принципы повышения энергоэффективности печей, сушил, котлов

• Замена традиционных горелок теплоагрегатов горелками нового поколения “Торнадо” обеспечивающие практически полное сгорание топлива. Экономия газа составляет при этом более 30% для печей и сушил и 10-15% для котлов.
• Использование режима работы горелок (зоны нагрева) «Включено – Выключено». В режиме «Включено», газ и воздух открыты на 100% и горелки “Торнадо” работают на полную мощность, а в режиме «Выключено», газ и воздух открыты на 5%. Переход между режимами «Включено – Выключено» осуществляется за 0,5-1сек.
• Применение скоростного режима работы горелок “Торнадо” (180м/сек. — стандартно) приводит к быстрому и равномерному нагреву металла, а также к уменьшению окалины ( ≥ 80% ), потому что набегающий скоростной поток не дает образовываться окалине.
• Использование меньшего количества горелок “Торнадо” с большим импульсом теплоотдачи улушает равномерность и эффективность нагрева нагрузки.
• Возможность рециркуляция печных газов до 40%.
• Покрытие внутренней стороны стен печей керамическим волокном и специальным термостойким отражательным покрытием, что дает экономию газа примерно 10% и увеличивает срок эксплуатации печей.
• Изменение расположения металла в печи для лучшего распределения тепла сгоревших газов по всей площади нагрузки. Эта позволяет увеличивать скорость нагрева и производительность печи. Это возможно благодаря высокой скорости потока тепла, при этом конвективная составляющая увеличивается в 2-3 раза по сравнению с традиционными горелками.

Просмотреть все фотографии промышленных печей

Сравнительные показатели применения технологии «Торнадо»

• На заводе по производству колесных пар для вагонов в Румынии (производительность печи 17 тонн/час, нагрев металла – до 1 3000 С) была произведена замена 12 немецких горелок типа “труба в трубе” на горелки “Торнадо” (5 шт х 150 м3/час, 4 шт х 50 м3/час и 3шт х 30м3/час). Экономия газа составляет 60%, окалина уменьшилась с 3% до 1%. Горелки “Торнадо” работают 15лет без ремонта и замены каких либо частей в них. Экологические параметры: СО ≈ 0, NOx – до 40 мг/м3.
• В Румынии на печи по переплавке вторичного аллюминия (производительность 5 тонн/час, обьемом 35 т ) 2 горелки американской фирмы ХАУК мощностью по 125 м3/час были заменены горелками “Торнадо” аналогичной мощности. Экономия газа составляет 50%, увеличилось производительность печи. Так же были существенно улучшены экологические параметры.
• На вертолетном заводе (Румыния), на 2-х котлах по нагреву воды, традиционные горелки заменены на горелки “Торнадо” мощностью 700 м3/час каждая. Экономия газа составила 14%.

Просмотреть все фотографии промышленных печей

Расчет экономии стали и газа в печи

Исходные данные параметров печи для примера:

• Производительность печи — 20 т/ч;
• Максимальная температура нагрева нагрузки Тмакс — 1 3000С;
• КПД печи — 30 %;

Экономия расхода газа:

Количество тепла которое необходимо передать 20т стали для нагрева ее от 00С до 1 3000С составляет:

Q = m x Cp x (T2 – T1) = 13 000 000кДж/час, или 365,36м3/час; 365,36м3/час : 20т = 18,27м3/т

т.е. для нагрева 1т стали до температуры 1 3000С при КПД =100% необходимо потратить 18,27м3 газа в час.

В странах СНГ на предприятиях, где не выполнены мероприятия по повышению энергоэффективности, КПД печей составляет менее 30%.

Тогда для нагрева 1 тонны стали потребуется 18,27м3/час : 0,3 = 60м3/час,

а для нагрева 20 тонн стали: 20 х 60 = 1 200м3/час.

Благодаря замене традиционных горелок на горелки «Торнадо», а также правильном их применении, КПД печи можно повысить до 50% и более!

Тогда для нагрева 1 тонны стали потребуется: 18м3/час : 0,5 = 36м3/час,

для 20 тонн стали: 20 х 36 = 720м3/час.

Экономия газа составит:

для 20 тонн стали: 1 200м3/час – 720м3/час = 480м3/час

для 1 тонны стали: 24м3/час

Мы гарантируем 30% экономию газа, потому и расчеты будем производить исходя из этих соображений( реальная экономия как правило больше)

Экономия газа за год работы печи будет составлять:

1 200м3/час х 0,3 х 24часа х 330дней х 200$/1000м3 = 570 240$ для 20 тонн нагрузки

Экономия расхода стали (за счет уменьшения окалины):

Количество стали, обработанное за 1 год работы печи, составляет: 20т х 24часа х 330дней = 158 400 т/год

Сэкономленное количество стали при уменьшении окалины на 1% (реальная экономия может быть гораздо выше) составит: 158 400 т/год х 0,01 = 1 584 т/год.

Примерная стоимость экономии стали равна: 1 584 т/год х 300 $/т = 475 200$/год.

Общая экономия газа и стали составляет: 570 240$ + 475 200$ = 1 045 440$ в год!

Стоимость проекта по замене горелок традиционного типа на горелки «Торнадо», для печи производительностью 20 т/час, составляет примерно 1 000 000$.

Это означает что инвестиции окупятся примерно за 1 год работы печи.

Все приведенные расчеты предварительны. Для более точных цен свяжитесь с нами, и наши специалисты предоставят вам всю необходимую информацию.

Пример работы горелки Торнадо

Просмотреть все фотографии газовых горелок

Энергосберегающая футеровка тепловых ограждений

Энергосберегающая футеровка выполняется из волокнистых огнеупорных материалов взамен огнеупорного кирпича. Предназначена для термических печей, сушил, стендов для сушки ковшей, парапетов и пр. с рабочей температурой до 1200°С.

Основные преимущества:

• увеличение в 2-4 раза долговечности футеровки;
• снижение температуры наружной поверхности до требований санитарных норм;
• снижение в 3-4 раза тепловых потерь через футеровку;
• экономия топлива (природный газ, электроэнергия) на 20 — 25%;
• уменьшение в 2 — 2,5 раза толщины футеровки, а массы в – в 6 – 8 раз, по сравнению с кирпичной;
• высокая герметичность рабочего пространства, что обеспечивает уменьшение окислительных процессов и возможность применения защитных газов;
• высокая ремонтопригодность;
• хорошие монтажные свойства;
• высокая стойкость в условиях резких перепадов температур;
• сокращение в 2 – 3 раза времени выхода на рабочий режим.

Просмотреть все фотографии промышленных печей

тепловой агрегат

Смотреть что такое «тепловой агрегат» в других словарях:

• агрегат тепловой электростанции — агрегат ТЭС — EN thermal generating set a generating set consisting of a thermal prime mover mechanically connected to one … Справочник технического переводчика

• тепловой насос — Устройство для производства тепла с использованием обратного термодинамического цикла. тепловой насос Устройство или установка, извлекающая тепло при низкой температуре воздуха, воды или земли и подающее это тепло в здание.… … Справочник технического переводчика

• Тепловой насос — Воздушный тепловой насос Тепловой насос устройство для переноса тепловой энергии от источника низкопотенциальной тепловой энергии (с низкой температурой) к потребителю (теплоносителю) с более высокой … Википедия

• агрегат — ▲ устройство для (чего), осуществить, некоторый, процесс агрегат устройство, используемое в к л. процессе (тепловой #). аппарат устройство, выполняющее преобразование. аппаратура. аппаратчик. установка (лабораторная #). оборудование.… … Идеографический словарь русского языка

• Холодильный агрегат — В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете … Википедия

• (воздушный) тепловой насос — 3.2 (воздушный) тепловой насос (air source heat pump): Один или более агрегат в заводской комплектации, обычно включающий в себя устанавливаемый в помещении теплообменник кондиционера, компрессор и теплообменник испарителя, устанавливаемый… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Металлургическая печь — тепловой агрегат для выплавки металлов и сплавов, нагрева слитков и заготовок перед прокаткой, термической обработки прокатной продукции и др. целей. См. Печь … Большая советская энциклопедия

• объект — 3.14 объект (object): Элемент, который может быть охарактеризован посредством измерения его атрибутов. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• СТО НОСТРОЙ 2.31.12-2011: Промышленные печи и тепловые агрегаты. Проведение и контроль выполнения пуско-наладочных работ — Терминология СТО НОСТРОЙ 2.31.12 2011: Промышленные печи и тепловые агрегаты. Проведение и контроль выполнения пуско наладочных работ: 3.1.1 заказчик : Юридическое или физическое лицо, поручающее другому юридическому или физическому лицу… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Паротурбинная установка — Балаковской АЭС. Паротурбинная установка это непрерывно действующий тепловой агрегат, рабочим телом которого является вода и … Википедия

• Фтопка — Топка техническое устройство (тепловой агрегат) для организации эффективного сжигания топлива и подачи к нему воздуха либо кислорода. Само слово «топка» является устаревшим и простонародным, поэтому в технике чаще всего применяется более точное… … Википедия

Немногие знают, что такое абсорбционный тепловой насос и его принцип работы. Устройство становится все более и более популярным. Можно предположить, что уже в ближайшем будущем АТН будет занимать лидирующие позиции в соответствующем сегменте рынка.

В этой статье мы постараемся в общих чертах рассказать что такое абсорбционный насос и как он работает. Подробный цикл работы будет описан в одной из последующих публикаций.

Принцип работы

Иногда АТН путают с адсорбционными тепловыми насосами, но это неверно. В отличие от последних, у абсорбционных тепловых насосов принцип работы основан на использовании жидкого абсорбента. В общих чертах абсорбционные тепловые насосы функционируют так же, как АБХМ.

Состоит оборудование из нескольких теплообменных приборов. Соединяются они контурами, которые способствуют циркуляции хладагентов и абсорбентов. Принцип функционирования заключается в поглощении абсорбентом пара, отличающегося более низкой температурой. Параллельно с этими процессами выделяется необходимое количество теплоты.

Как следствие – хладагент (теплоноситель) начинает закипать под вакуумом; в генератор попадает абсорбент, что приводит к устранению водяного пара, который недавно поглощался. Теперь абсорбер вновь принимает солевой концентрат, а испаритель – пары хладагента.

Упрощенный вариант схемы принципа работы абсорбционного теплового насоса

В качестве абсорбента обычно выступает раствор соли бромистого лития (LiBr) в воде. Поэтому такое оборудование называется абсорбционные бромисто-литиевые тепловые насосы (АБТН)

Благодаря происходящим процессам оборудование генерирует тепло. Область применения абсорбционных тепловых насосов – достаточно широкая. Главное – учесть конкретное назначение насоса, и для каких именно целей он предназначен.

Достоинства и недостатки абсорбционных тепловых насосов

Абсорбционный тепловой насос обладает массой преимуществ. Среди них наиболее значимыми являются:

• Нагрев среды до отметки в +60 / +80 °С;
• Широкий спектр тепловой мощности, который колеблется от нескольких киловатт до мегаватт;
• Большой срок службы, в особенности, если сравнивать с устройствами парокомпрессорного типа;
• Эффективность достигает 30-40% и определяется выбранным режимом функционирования;
• Масштабы применения постоянно увеличиваются;
• В качестве источника энергии используется кипяток, пар, некоторые виды газов;
• Принцип работы абсорбционного теплового насоса не предусматривает большого количества движущихся элементов, создающих шум в процессе функционирования.

Кроме преимуществ у такого оборудования есть недостатки:

• Высокая стоимость;
• Потребность в доступном низкотемпературном тепле;
• Большой срок окупаемости при нерегулярном использовании.

В основном абсорбционные тепловые насосы — довольно громоздкие агрегаты и используются в промышленности. Это обусловлено наличием большого количества низкотемпературного тепла на производствах, предприятиях, заводах.

Наконец, тепловые насосы абсорбционного типа отличаются надежностью. Детали изготавливаются из качественных материалов, прекрасно справляющихся со своими функциями. Корпус – прочный, способен выдерживать серьезные механические удары, стойкий к воздействиям вредных факторов внешней среды.

АТН в основном применяются в промышленности, но сейчас доступны абсорбционные тепловые насосы малой мощности для дома. Единственное ограничение в их использовании – необходимость наличия низкотемпературного тепла в том виде, в каком его может поглотить абсорбент.

Не забудьте поделиться публикацией в соцсетях!

• Тепловой насос абсорбционного типа

  Тепловой насос абсорбционного типа (используется аббревиатура АТН, абсорбционный тепловой насос) — специализированный агрегат, служащий для теплоснабжения различных объектов.

  Основное предназначение: нагрев воды до 50-90 оС.

  Применение абсорбционного теплового насоса:

  — охлаждение/подогрев технологических сред в химической/нефтехимической промышленности, энергетическом секторе, металлургии и др.;

  — подогрев воды для отопления/горячего водоснабжения.

  Источником энергии в АТН может выступать пар, горячие технические жидкости, газы, горячая вода.

  Тепловой насос (ТН) представляет собой устройство по трансформации теплоты с низким значением температуры на более высокий температурный уровень.

  

  Основные виды ТН:

  — абсорбционный тепловой насос (АТН),

  — парокомпрессионный (ПТН).

  В свою очередь АТН подразделяются на солевые и водоаммиачные. Последние наиболее распространены. В водоаммиачном оборудовании хладагентом служит вода, а абсорбентом — водный солевой раствор, преимущественно бромистого лития LiBr.

  С точки зрения термодинамики, в ПТН производится только обратный термодинамический цикл, а в водоаммиачном насосе теплота переносится за счет прямого и обратного циклов. Каково бы ни было назначение абсорбционного теплового насоса, по типу высокопотенциальной теплоты (ВПТ) он может быть с пароводяным обогревом или работать на жидком или газообразном топливе. Существуют и другие классификации АТН.

  Принцип работы АТН:

  В составе АТН присутствует несколько теплообменных аппаратов, собранных в один агрегат. Тепломасообменные аппараты соединены контурами, предназначенными для циркулирования абсорбента и хладагента. У абсорбционного теплового насоса принцип работы основывается на поглощении пара более низкой температуры абсорбентом, с одновременным выделением теплоты. За счет тепла от источника НПТ хладагент закипает под вакуумом. Абсорбент выкачивается в генератор, где выпаривается ранее поглощенный водяной пар. После этого солевой концентрат возвращается в абсорбер, а конденсат паров хладагента — в испаритель.

  В результате серии теплообменных процессов абсорбционный тепловой насос генерирует тепло, используемое для различных нужд, в зависимости от назначения абсорбционного теплового насоса и сферы его применения.

  Преимущества АТН:

  — широкий диапазон единичной тепловой мощности установки (от сотен киловатт до нескольких мегаватт);

  — в зависимости от режима работы, эффективность оборудования может составлять от 20% до 40%;

  — широкая сфера применения абсорбционного теплового насоса;

  — подогреваемая среда нагревается до +50-90С;

  — источником энергии могут выступать горячие технологические жидкости, газы, горячая вода, пар;

  — более длительный срок эксплуатации, чем у парокомпрессорного оборудования;

  — абсорбционный тепловой насос может использовать любой источник НПТ (низкопотенциальной теплоты) с температурой до +60С;

  — не используются аммиак и фреоны;

  — надежность;

  — нет движущихся частей, отсутствуют вибрации и шумы при работе.

  В условиях повышения цен на коммунальные услуги особенно актуально стоит вопрос возобновляемых источников энергии. Тепловые насосы земля-воздух, способные выкачивать энергию из окружающей среды, могут значительно сэкономить средства владельца дома. Подобные аппараты обладают не только высокой экономической эффективностью, но и не выбрасывают загрязняющих веществ в атмосферу.

  Тепло земли может обогреть целый дом

  Принципы работы

  В зависимости от направленности устройства тепловой насос может использовать энергию воды, земли или воздуха. Летом возможен обратный процесс – сброс тепла в окружающую среду. С помощью одного аппарата можно решить все климатические функции в помещении. В северных европейских странах больше половины домов обогреваются таким способом.

  Геотермальные насосы извлекают тепло из земли, а также наружной вентиляции. Компрессорный цикл такого оборудования включает в себя несколько компонентов системы:

  1. Конденсатор;
  2. Испаритель;
  3. Компрессор;
  4. Расширительный клапан.

  Принцип работы устройства состоит в передачи энергии из земли в испаритель. Тепловой контур преобразует температуры, далее происходит теплообмен между конденсатором и воздухом внутри комнаты. На конечном этапе вентиляторы оптимизируют температуру. В большинстве случаев такой тип насоса используют в помещениях, требующих периодического нагрева, поэтому наиболее продуктивным будет установка устройства на дачах и загородных коттеджах.

  Принцип работы геотермального насоса

  Особенности установки оборудования

  Чтобы избежать преждевременных поломок техники и повысить ее производительность, следует уделить особое внимание обустройству теплового насоса.

  Грунтовой теплообменник может быть выполнен в виде горизонтальной конструкции или находиться в выкопанной скважине. Специалист должен оценить технические особенности объекта и примыкающей территории и на основе полученных данных сделать выбор в пользу того или иного решения.

  Воздуходувки необходимо располагать таким образом, чтобы они обеспечивали максимально эффективный теплообмен. При монтаже системы вентилирования должны использоваться фильтрующие элементы.

  Монтаж геотермального контура в землю

  Основные преимущества

  Высокая эффективность тепловых насосов и перспектива истощения топливных ресурсов говорит о том, что именно за этим типом оборудования стоит будущее. Несмотря на высокую стоимость, насос оправдывает расходы отсутствием необходимости покупать топливо. К главным преимуществам использования тепловых насосов относятся:

  1. Низкие затраты на эксплуатацию. Раз в год следует проводить недорогой текущий ремонт и проверять работоспособность системы. Оборудование не требует капитального ремонта в течение длительного срока.
  2. Эффективность выше, чем использование электроэнергии из сети;
  3. Отсутствие вредоносного влияния на окружающую среду. Системы является достаточно безопасной и обладает пожаробезопасными свойствами;
  4. Высокий уровень надежности позволяет использовать тепловой насос до 25 лет без проведения серьезных ремонтных работ;
  5. Автономность. Система может работать от нескольких источников питания: солнечные батареи, электричество или дизель-генератор.
  6. Надземная часть насоса не занимает много места, ее размеры дают возможность расположить устройство даже на кухне.
  7. В летний период систему можно использовать в качестве кондиционера. Благодаря этому можно сэкономить на покупке сплит-системы.

  Несмотря на значительные преимущества по сравнению с традиционными методами отопления дома, тепловые насосы имеют свои недостатки. В первую очередь, это высокая стоимость оборудования и проведения расчетов. Установка занимает длительное время и требует привлечения высокопрофессиональных специалистов. Бурение скважины и укладка коллекторов значительно увеличивают затраты на проект.

  Монтаж и пуско-наладочные работы могут выполнять буровые или электромонтажные фирмы, а также производитель отопительного оборудования.

  Ограничение применения устройства

  При некоторых условиях эффективности теплового насоса снижается. Работоспособность оборудования может уменьшиться при достижении критической разницы температур в помещении и на улице. В этом случае лучшим решением будет создание системы выкачивания тепла из земли.

  Трубы необходимо прокладывать ниже точки промерзания грунта. По ним должен циркулировать теплоноситель. Если монтажу данной конструкции мешает высокий уровень грунтовых вод, их можно прокачивать через теплонасосное оборудование. В силу конструктивных особенностей тепловые насосы невозможно использовать в отдельно взятых квартирах.

  Перспективы развития

  В зависимости от стоимости насоса и монтажа срок окупаемости оборудования составляет от 4 до 9 лет. Данная концепция действует при условии, что средства не являются заемными. В ближайшее время не ожидается массового перехода на тепловые насосы. В настоящее время стоимость теплонасосного оборудования не является равноценной с установкой газового котла и подключением к системе.

  Перспективным считается комбинирование геотермального источника и теплового насоса. Использование подобного оборудования в существующих централизованных системах теплоснабжениях позволит снизить износ труб за счет меньшей коррозийности. Потребитель будет получать холодную воду, которая будет преобразована тепловым насосом для отопления дома.

  Возобновляемые источники энергии обладают огромным потенциалом, который еще не полностью реализован. Дорогостоящее оборудование сдерживает массовое производство и внедрение в жизнь общества инновационных устройств, и когда стоимость будет снижена, использование тепловых насосов получит широкое распространение.

  Тепловые насосы для отопления дома: типы и принцип работы

  Тепловые насосы на видео.

  Существуют разные типы геотермальных тепловых насосов для отопления частных домов. К основным из них можно отнести те, что работают по принципу «земля-воздух», «земля-вода», «вода-вода», «воздух-воздух» и «воздух-вода». Все они экологичны и обладают высоким коэффициентом полезного действия. В европейских странах более половины загородных построек обогреваются именно такими устройствами.

  Приходится признать, что ресурсы планеты Земля постепенно истощаются, с чем и связано постоянное удорожание энергоносителей и поиски альтернативных источников энергии и прежде всего для систем отопления и водонагревания, поскольку именно на их работу требуется большая часть ресурсов. В последние десятилетия были разработаны так называемые тепловые насосы для дома, которые для того, чтобы обогреть частное загородное строение, используют тепло, добытое из окружающей среды.

  КПД и принцип работы теплового насоса

  КПД теплового насоса для отопления всегда будет более 1. Для геотермальных систем более корректным является коэффициент преобразования тепла. Если он равен 4, то это означает, что при мощности 1 кВт, тепловой насос на выходе обеспечивает 4 кВт энергии, из которых 3 кВт дала земля.

  Принцип, лежащий в основе работы теплового насоса для отопления дома, был разработан в начале XIX в. инженером Сади Карно и был назван циклом Карно. На этом основана работа обычного бытового холодильника, в котором продукты охлаждаются за счет того, что рассеянное тепло отводится через радиатор наружу. Но применять для отопления домов, когда все происходит с точностью до наоборот, т. е. работа теплового насоса основана на принципе обратного цикла Карно, его стали недавно.

  Тепловой насос для отопления дома редставляет собой устройство, в котором происходит преобразование низкотемпературного в высокотемпературное тепло, которое и идет на обогрев. Источником тепла выступают земля, вода и воздух (первый из них распространен шире всего, поскольку он эффективен (хотя имеет значение уровень теплоизоляции дома, способ, который применяют для обогрева дома, и др.) и отличается оптимальным соотношением цены и потребительских качеств).

  Для работы теплового насоса, предназначенного для отопления дома, требуется электричество, но при затратах в 1 кВт электроэнергии отдача составляет 4–6 кВт тепловой энергии.

  Дополнительно к обогреву дома летом, тепловой насос может работать как кондиционер, для чего достаточно, чтобы система была способна на реверсивный режим работы. Тепловые насосы классифицируются на несколько типов:

  • «земля – вода»;
  • «земля – воздух»;
  • «вода – вода»;
  • «вода – воздух»
  • «воздух – вода»;
  • «воздух – воздух».

  Далее подробно рассказывается о том, как работают разные типы тепловых насосов для отопления дома.

  Отопление с помощью теплового насоса «земля-воздух»

  Тепловой насос типа «земля-воздух» (этот тип разработан в наибольшей степени) обогревает дом посредством водяного отопления, используя тепловую энергию земли. Она отдает тепло независимо от погоды, тем более что на глубине 10 м температура в течение года практически не меняется. Взятая у земли энергия собирается теплоносителем (в этой роли выступает антифриз (раствор этиленгликоля или этиловый спирт), другое название – «рассол»).

  Стекая по теплообменнику вниз, рассол за счет тепла грунта повышает свою температуру на 3–4 °C и сообщает тепло фреону, который циркулирует во внутреннем контуре теплового насоса и, перемещаясь по каналам испарителя, закипает, переходит в газообразное состояние – пар, который, в свою очередь, попадает в компрессор, сжимается, что сопровождается повышением его температуры, и в таком виде (горячим и сжатым) поступает в теплообменник и охлаждается, отдав тепло воде. Последняя направляется в отопительную систему и используется для горячего водоснабжения.

  Фреон, ставший после охлаждения жидким, стекает на дно конденсатора, а из него благодаря перепаду давлений через дроссель опять поступает в испаритель, где цикл возобновляется. Все сказанное иллюстрирует.

  В следующем разделе статьи вы узнаете о принципе работы теплового насоса типа «земля-вода» для отопления частного дома.

  Обогрев дома тепловым насосом типа «земля-вода»

  В тепловом насосе типа «земля-вода» теплообменник может быть представлен двумя видами:

  • горизонтальным коллектором. Это несколько контуров, выполненных из пластиковых труб, которые находятся под слоем почвы, причем следует заметить, что теплообмен более интенсивен во влажных грунтах, а в сухих песчаных снижается. Тепло, которое накапливается в ней (в почве) в процессе солнечного излучения, коллектор отбирает и использует. Чтобы отопление таким геотермальным тепловым насосом было эффективным, в зависимости от характера почвы, ее теплопроводности, геометрии местности необходимо подбирать соответствующую схему укладки труб, например, в виде петли, змейки, зигзага и т. д. Для обогрева дома площадью 150–200 м потребуется трубопровод длиной примерно 400–650 м, уложенный в виде нескольких контуров на глубину 1,2–1,5 м, т. е. ниже уровня промерзания. Для этого понадобится участок площадью приблизительно 300–400 м (чтобы сократить длину трубопровода, снизить гидравлическое давление и уменьшить мощность насоса, прибегают к спиральной укладке труб на глубину 2–4 м), т. е. фактически его площадь должна вд
    вое превосходить площадь отапливаемой постройки. Понятно, что на таком участке можно лишь разбить газон или цветник, не используя его под другие нужды. Устройство горизонтального коллектора обойдется несколько дешевле, да и монтаж его отличается большей простотой, чем закладка теплообменника другого вида;
  • вертикальным грунтовым зондом, для которого необходимо пробурить скважину глубиной от 50 до 200 м. Естественно, что для такого оборудования не понадобится большой участок, но бурильные работы стоят достаточно дорого. Однако и эффективность такого геотермального теплового насоса для дома будет гораздо выше (по сравнению с горизонтальным коллектором разница составит примерно 20 %), поскольку на большой глубине температура почвы тоже более высокая. Зонды могут иметь разную конструкцию, но, как правило, предпочтение отдают U-образной. Зазор между стенками скважины и зондом заполняют раствором – либо буровым, либо бетонным, что не только предохраняет трубы от механических повреждений, но и улучшает теплопередачу.

  Схема отопления тепловым насосом «земля-вода»:

  • первый контур с рассолом;
  • второй контур – собственно тепловой насос:
  1. испаритель;
  2. компрессор;
  3. конденсатор;
  4. расширительный клапан;
  • третий контур – отопительная система.

  Чтобы обогреть дом площадью 150–200 м, надо пробурить 5–6 пятидесятиметровых скважин, причем при этом надо соблюдать несколько условий. Во-первых, скважины должны располагаться на расстоянии от дома не менее чем 2 м, иначе его фундамент может пострадать; во-вторых, скважины не должны попасть на одну линию с подземными водами, вследствие чего эффективность теплового насоса резко упадет.

  В геотермальном тепловом насосе типа «земля-воздух» для отопления дома тоже используется тепловая энергия земли, которая благодаря компрессору нагревает непосредственно воздух, идущий на отопление дома.

  Ниже описано, как работает тепловой насос типа «вода-вода» для отопления загородного дома.

  Как работает тепловой насос типа «вода-вода»

  Если неподалеку от дома есть водоем (пруд, река и пр.), то монтируют тепловой насос типа «вода-вода». В этой конструкции вода используется вместо рассола, с помощью мощного электрического насоса пропускается через первичный теплообменник (испаритель), сообщает свое тепло фреону (хладагенту с низкой температурой кипения – для этого достаточно повышения температуры до 5 °C), циркулирующему по второму контуру, где он закипает, переходит в газообразное состояние, сжимается с помощью компрессора, что сопровождается повышением его температуры и давления, перемещается в конденсатор, где сообщает тепло теплообменному контуру, превращается в жидкость и возвращается обратно в водоем. А нагретый во вторичном теплообменном контуре теплоноситель направляется в отопительную систему дома.

  Необходимый для обогрева дома тепловым насосом коллектор либо помещают на дно (при глубине 1,2–1,5 м накопительный рукав будет давать тепловую энергию круглогодично) и пригружают для предотвращения всплытия, либо закапывают в донный грунт, у которого температура выше, чем у воды.

  Такой тепловой насос отличается большей энергоэффективностью и экономичностью, но, как показывает практика, применяется не очень часто. Дело в том, что вследствие загрязненности воды потребуются монтаж установки для предварительной очистки поступающей воды, регулярная чистка теплообменника и пр.

  Если тепловой насос для отопления работает по принципу «вода-воздух», то тепловая энергия нагревает воздух, который после этого распределяется по дому.

  Следующий раздел статьи посвящен принципам действия других тепловых насосов для отопления дома.

  Принцип работы тепловых насосов «воздух-воздух» и «воздух-вода»

  Тепловые насосы типа «воздух-воздух» и «воздух-вода» работают по принципу кондиционера, обходятся дешевле других типов (поскольку не требуется бурить скважину или прокладывать теплопоглощающий контур, не нужно соединять его с отопительной системой), но уступают им в универсальности, поскольку морозный воздух не может дать нужного количества тепла. Поэтому тепловые насосы для отопления дома с таким принципом работы более востребованы в том случае, если необходимо обеспечить горячее водоснабжение или в качестве дополнительного источника тепла. При этом возможны два варианта их устройства:

  Сплит. Установка представляет собой два блока (наружный и внутренний), подключенные к инженерным коммуникациям. В наружном блоке установлен мощный вентилятор, во внутреннем – конденсатор и система управления. Компрессор может быть вмонтирован либо во внутренний, либо в наружный блок, причем второй способ предпочтительнее, поскольку не позволяет шуму, неизбежному при работе системы, распространяться по дому;

  Тепловой насос для отопления с таким принципом действия подойдет для индивидуальных загородных домов, но особенно он целесообразен в тех случаях, когда газовая магистраль, откуда придется тянуть трубопровод, находится на расстоянии 20—100 м от участка.

  Моно. В нем все элементы заключены в общий корпус, который монтируется либо с внешней стороны стены дома, либо внутри, но посредством гибкого шланга связывается с улицей.

  Такие тепловые насосы для дома работают «как часы» и обладают несколькими важными преимуществами. Высокий коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую (1: 4, поскольку, напомним, потраченный 1 кВт электрической энергии дает 4–6 кВт тепловой энергии) свидетельствует о том, что применение геотермальной системы для отопления дома вполне выгодно.

  В заключительном разделе статьи вы узнаете о перспективах отопления домов тепловыми насосами и сможете посмотреть видео о работе таких устройств.

  Перспектива применения геотермальных тепловых насосов

  Поскольку работа теплового насоса для частного дома не сопровождается горением, то эта система абсолютно пожаробезопасна. Высокая экологичность, так как при функционировании системы исключены образование и выброс в атмосферу вредных веществ.

  Уровень шума и вибрации не превышает тех, что производит обычный бытовой холодильник. Легкость обслуживания теплового насоса. Эксплуатация теплового насоса не сопряжена с большими расходами и окупается в течение 1,5–2 лет. Долговечность. Тепловой насос способен работать 25–30 лет и более. Несмотря на наличие серьезных плюсов, отопление домов с помощью теплового насоса в нашей стране – явление довольно редкое (для сравнения – в Швеции 70 % домов обогреваются таким способом), что объясняется тем, что первоначальная стоимость оборудования достаточно высокая (порядка 300 000–350 000 рублей), потребуются масштабные земляные работы, которые обойдутся не дешево. Кроме того, есть немало относительно недорогих видов топлива, которые могут быть применены для целей отопления жилых домов.

  Тем не менее перспектива применения геотермальной системы вполне оптимистичная, тем более что есть реальная возможность нивелировать затраты.

  Практика показывает, что примерно 1 месяц в году насос работает на полную мощность, в остальное время его нагрузка не превышает 70–80 % от максимальной. Поэтому можно купить менее мощный насос, который обеспечит потребности в тепле до конкретного температурного показателя, а когда температура достигнет расчетного значении, следует использовать второй теплогенератор, например, электронагреватель, котел, работающий на каком-либо виде топлива, гелиоколлектор. Но, чтобы рассчитать и правильно подобрать тепловой насос, необходимо привлечь специалиста, хотя сделать приблизительные расчеты можно и самостоятельно.

  Для этого надо знать тепловую потребность дома (для старой постройки и некачественной теплоизоляцией составит 75 Вт/м, для нового дома с качественной теплоизоляцией – 50 Вт/м, для низкоэнергетического дома – всего 30 Вт/м) и умножить ее на общую площадь.

  Отопление дома с помощью теплового насоса будет полноценным только тогда, когда теплоизоляция постройки обеспечена на высоком уровне, что минимизирует энергопотери.

  И последнее замечание: монтировать тепловой насос можно либо перед закладкой фундамента, либо в процессе выполнения строительных работ.

  Подробно об отоплении домов тепловыми насосами рассказывается в этом видео :

  Тепловые насосы для дома: особенности технологии, сфера применения и стоимость оборудования

  Тепловые насосы успешно используются в быту и промышленности в Европе и США уже более 25 лет. Их особенность состоит в преобразовании так называемого низкопотенциального тепла окружающей среды: земли, воды, воздуха. На российском рынке эта экологичная технология получила распространение сравнительно недавно.

  Экспериментальные поселки, которые отапливались при помощи тепловых насосов, существовали еще в Советском Союзе. То, что было смелым экспериментом в двадцатом веке, в двадцать первом – вошло в практику.

  Устройство и принцип работы бытового теплонасоса

  Тепловой насос – это система, с помощью которой можно переносить тепло от менее нагретого тела к более нагретому, увеличивая температуру последнего. Тепловые насосы являются альтернативными источниками энергии, позволяющими получать дешевое тепло без вреда для окружающей среды.

  Принцип работы бытового теплонасоса основан на том факте, что любое тело с температурой выше абсолютного нуля обладает запасом тепловой энергии. Этот запас прямо пропорционален массе и удельной теплоемкости тела. Если в этом контексте обратить внимание, например, на моря, океаны, подземные воды, обладающие огромной массой, можно прийти к выводу, что их грандиозные запасы тепловой энергии можно частично использовать для отопления домов без ущерба мировой экологической обстановке. «Взять» тепловую энергию какого-либо тела можно, если охладить его. Грубый расчет выделяемого при этом тепла возможен по формуле: Q = C*M*(T2 − T1), где Q − полученное тепло, C − теплоемкость, M – масса, T1 − T2 − температура, на которую было произведено охлаждение тела. Формула показывает, что при росте массы теплоносителя разница температур может быть небольшой. Например, охлаждая 1 кг теплоносителя от 1000 до 0 o С, можно получить столько же тепла, сколько даст охлаждение 1000 кг от 1 до 0 o С.

  Типы тепловых насосов

  По виду передачи энергии тепловые насосы бывают двух типов:

  • Компрессионные. Основные элементы установки – это компрессор, конденсатор, расширитель и испаритель. Используется цикл сжимания-расширения теплоносителя с выделением тепла. Этот тип тепловых насосов прост, высокоэффективен и наиболее популярен.
  • Абсорбционные. Это теплонасосы нового поколения, использующие в качестве рабочего тела пару абсорбент-хладон. Применение абсорбента повышает эффективность работы теплового насоса.

  По источнику тепла выделяют тепловые насосы:

  • Геотермальные. Тепловая энергия берется из грунта или воды.
  • Воздушные. Тепло извлекается из атмосферы.
  • Использующие вторичное тепло. В качестве источника тепла используются воздух, вода, канализационные стоки.

  По виду теплоносителя входного/выходного контура:

  • Тепловые насосы «воздух-воздух». Этот вид тепловых насосов забирает тепло у более холодного воздуха, еще больше понижая его температуру, и отдает его в отапливаемое помещение.
  • Тепловые насосы «вода-вода». Используется тепло грунтовых вод, которое передается воде для отопления и горячего водоснабжения.
  • Тепловые насосы «вода-воздух». Используются зонды или скважины для воды и воздушная система отопления.
  • Тепловые насосы «воздух-вода». Атмосферное тепло используется для водяного отопления.
  • Тепловые насосы «грунт-вода». Трубы прокладываются под землей, и по ним циркулирует вода, забирающая тепло из грунта.
  • Тепловые насосы «лед-вода». Для нагревания воды в системе отопления и горячего водоснабжения используется тепловая энергия, которая высвобождается при получении льда. Замораживание 100-200 л воды способно обеспечить обогрев среднего дома в течение часа.

  Расчет эффективности тепловых насосов для отопления

  Для того чтобы тепловой насос был эффективным, он должен давать тепловой энергии больше, чем потреблять электрической. Это соотношение называется коэффициентом преобразования. Коэффициент преобразования может меняться в зависимости от разницы температур входного и выходного контура. Чем холоднее снаружи, тем менее эффективна система. Для разных типов тепловых насосов коэффициент преобразования может варьироваться от 1 до 5. Для объективной оценки теплового насоса требуется дополнительный параметр годовой эффективности.

  Эффективность конкретного теплового насоса будет зависеть от множества факторов, и ее расчет достаточно сложен. Дать обобщенную формулу, которая бы работала всегда, практически невозможно. Поэтому каждый конкретный случай требует обращения к экспертам, которые в зависимости от поставленной задачи и ее условий подберут необходимый тип теплового насоса и объем хладагента.

  Сферы применения и степень распространения

  Тепловые насосы востребованы прежде всего в случаях, когда другие способы организации системы отопления обходятся значительно дороже. Растущая распространенность тепловых насосов на производстве и в быту связана со следующими их преимуществами:

  • Экономичность. Для передачи в отопительную систему 1 кВт•ч тепловой энергии, установке требуется в среднем затратить всего 0,2-0,35 кВт•ч электроэнергии.
  • Простота эксплуатации.
  • Упрощение требований к системам вентиляции помещений, повышение уровня пожарной безопасности.
  • Возможность переключения с зимнего режима отопления на летний режим кондиционирования.
  • Компактность и бесшумность, что делает тепловой насос привлекательным для отопления частного дома.

  По данным Европейской ассоциации тепловых насосов, до недавнего времени европейский рынок этого оборудования был в основном сосредоточен во Франции. В последние несколько лет рынки стали расширяться в Германии, Великобритании и Восточной Европе. По оценке Мирового энергетического комитета, уже в ближайшие пять лет доля отопления и горячего водоснабжения от тепловых насосов будет составлять в развитых странах не менее 75%.

  Общий недостаток тепловых насосов – не очень высокая температура нагреваемой воды. Как правило, она составляет 50-60 o С.

  Это интересно!
  Впервые в Москве теплонасосная система горячего водоснабжения для многоэтажного дома была сдана в эксплуатацию в микрорайоне Никулино-2 в 2002 г. Проект был реализован при участии Министерства обороны РФ.

  Стоимость оборудования

  Традиционное решение для частных домов и коттеджей – газовое отопление. Однако вариант теплового насоса значительно выгоднее и удобнее. Чтобы установить газовый котел, требуются специальный дымоход, вентиляция, а также целый набор разрешительных документов. Применение тепловых насосов избавит вас от этих проблем и существенно сэкономит ваши средства. Чтобы провести газ в Подмосковье, потребуется около $20 000, и это в том случае, если ваш дом удален от газопровода менее, чем на 1 км, – иначе затраты вырастут в несколько раз! Помимо этого, придется учесть скорость работы отечественных газовщиков. Установка теплового насоса «под ключ» стоит от $15 000, а работы занимают всего 2-3 недели.

  Из всего вышесказанного можно сделать однозначный вывод: использование тепловых насосов – это эффективное, простое в монтаже, экологичное и экономичное решение для организации отопления и горячего водоснабжения в частном доме.

  Тепловой насос – это устройство, которое нагревает воду систем отопления и горячего водоснабжения, сжимая фреон, изначально подогретый от источника низкопотенциального тепла, компрессором до 28 бар. Подвергаясь высокому давлению, газообразный теплоноситель с изначальной температурой 5-10 °С; выделяет большое количество тепла. Что позволяет прогреть теплоноситель системы потребления до 50-60 °С, без применения традиционных видов топлива. Поэтому считается, что тепловой насос обеспечивает пользователя самым дешёвым теплом.

  Подробнее о достоинствах и недостатках смотрите видео:

  Подобное оборудование уже более 40 лет эксплуатируется в Швеции, Дании, Финляндии и других странах, на государственном уровне поддерживающих развитие альтернативной энергетики. Не так активно, но увереннее с каждым годом, тепловые насосы выходят на российский рынок.

  Цель статьи: сделать обзор популярных моделей тепловых насосов. Информация будет полезна тому, кто стремится максимально сэкономить на отоплении и горячем водоснабжении собственного дома.

  Тепловой насос обогревает дом бесплатной энергией природы

  В теории, отбор тепла возможен из воздуха, грунта, грунтовых вод, сточных вод (в том числе из септика и КНС), открытыъ водоёмов. На практике – для большинства случаев доказана целесообразность использования оборудования, забирающего тепловую энергию из воздуха и грунта.

  Варианты с отбором тепла от септика или канализационной насосной станции (КНС) – самые заманчивые. Прогоняя через ТН теплоноситель с 15-20 °С, на выходе можно получить не менее 70 °С. Но приемлем этот вариант только для системы горячего водоснабжения. Отопительный контур снижает температуру в «заманчивом» источнике. Что ведёт к ряду неприятных последствий. Например, обмерзанию стоков; а если теплообменный контур теплового насоса размещён на стенках отстойника, то и самого септика.

  Самые популярные ТН под потребности СО и ГВС – геотермальные (использующие тепло земли) устройства. Они выделяются наилучшими эксплуатационными показателями в условиях тёплого и холодного климата, в песчаном и глинистом грунте с разным уровнем грунтовых вод. Потому что температура грунта ниже глубины промерзания почти не изменяется на протяжении всего года.

  Принцип действия теплового насоса

  Теплоноситель нагревается от источника низкопотенциального (5…10 °С) тепла. Насос сжимает хладагент, температура которого при этом повышается (50…60 °С) и нагревает теплоноситель системы отопления или ГВС.

  В процессе работы ТН задействованы три тепловых контура:

  • наружный (система с теплоносителем и циркуляционным насосом);
  • промежуточный (теплообменник, компрессор, конденсатор, испаритель, дроссельный клапан);
  • контур потребителя (циркуляционный насос, тёплый пол, радиаторы; у ГВС – бак, точки водоразбора).

  Сам процесс выглядит следующим образом:

  Контур съёма тепловой энергии

  1. Грунт нагревает солевой раствор.
  2. Циркуляционный насос поднимает рассол в теплообменник.
  3. Раствор охлаждается хладагентом (фреоном) и возвращается в грунт.

  Теплообменник

  1. Жидкий фреон, испаряясь, забирает тепловую энергию у рассола.
  2. Компрессор сжимает хладагент, его температура резко повышается.
  3. В конденсаторе фреон через испаритель отдаёт энергию теплоносителю отопительного контура и снова становится жидким.
  4. Остывший хладагент, через дроссельный клапан уходит к первому теплообменнику.

  Отопительный контур

  1. Подогретый теплоноситель отопительной системы подтягивается циркуляционным насосом к рассеивающим элементам.
  2. Отдаёт тепловую энергию воздушной массе помещения.
  3. Остывший теплоноситель по обратной трубе возвращается к промежуточному теплообменнику.

  Видео с подробным описанием процесса:

  Что дешевле для отопления: электричество, газ или тепловой насос?

  Приведем затраты на подключение каждого из типа отопления. Для представления общей картины возьмем Московскую область. В регионах цены могут отличаться, но соотношение цен останется прежним. В расчетах принимаем, что участок «голый» — без проведеного газа и электричества.

  Затраты на подключение

  Тепловой насос. Укладка горизонтального контура по ценам МО – 10 000 рублей за смену экскаватора с кубовым ковшом (выбирает до 1 000 м³ грунта за 8 часов). Система для дома в 100 м² будет закопана за 2 дня (справедливо для суглинка, на котором можно снять до 30 Вт тепловой энергии с 1 м.п. контура). Порядка 5 000 рублей потребуется для подготовки контура к работе. В итоге, горизонтальный вариант размещения первичного контура обойдётся в 25 000.

  Скважина выйдет дороже (1 000 рублей за погонный метр, с учётом монтажа зондов, обвязки их в одну магистраль, заправкой теплоносителем и опрессовкой.), но значительно выгоднее для будущей эксплуатации. При меньшей занятой площади участка возрастает отдача (для скважины 50 м – минимум 50 Вт с метра). Покрываются потребности насоса, появляется дополнительный потенциал. Поэтому вся система будет работать не на износ, а с некоторым запасом мощности. Разместить 350 метров контура в вертикальных скважинах – 350 000 рублей.

  Газовый котёл. В Московской области за подключение к газовой сети, работы на участке и монтаж котла «Мособлгаз» запрашивает от 260 000 рублей.

  Электрический котел. Подключение трёхфазной сети обойдётся в 10 000 рублей: 550 – местным электросетям, остальное – на распределительный щит, счётчик и прочее наполнение.

  Потребление

  Для работы ТН с тепловой мощностью 9 кВт требуется 2.7 кВт/ч электроэнергии – 9 руб. 53 коп. в час,

  Удельная теплота при сгорании 1 м³ газа – те же 9 кВт. Бытовой газ для МО выставлен по 5 руб. 14 коп. за куб.

  Электрокотёл потребляет 9 кВт/ч = 31 руб. 77 коп. в час. Разница с ТН – почти в 3,5 раза.

  Эксплуатация

  • Если подведён газ, то наиболее рентабельный вариант для отопления – газовый котёл. Стоит оборудование (9 кВт) минимум 26 000 рублей, месячная оплата за газ (по 12 ч/сутки) составит 1 850 рублей.
  • Мощное электрооборудование выгоднее с точки зрения организации трёхфазной сети и приобретения самого оборудования (котлы – от 10 000 рублей). Тёплый дом будет стоить 11 437 рублей за месяц.
  • С учётом первоначальных вложений в альтернативное отопление (оборудование 275 000 и монтаж горизонтального контура 25 000), ТН, расходующий электричества на 3 430 руб/месяц, окупится не ранее чем через 3 года.

  Сравнивая все варианты отопления, при условии создания системы «с нуля», становится очевидным: газ будет не намного выгоднее геотермального теплонасоса, а обогрев электричеством в перспективе 3 лет безнадёжно проигрывает обоим этим вариантам.

  С подробными расчётами в пользу эксплуатации теплового насоса можно ознакомиться, просмотрев видео от производителя:

  Некоторые дополнения и опыт эффективной эксплуатации освещены в этом ролике:

  Основные характеристики

  При выборе оборудования из всего многообразия характеристик обратите внимание на следующие характеристики.

  Основные характеристики тепловых насосов

  Характеристики	Диапазон значений	Особенности
  Тепловая мощность, кВт	До 8	Помещения площадью не более 80 – 100 м², при высоте потолка не более 3 м.
  	8-25	Для одноуровневых дачных домов с потолком 2.5м, площадью от 50 м²; коттеджей для ПМЖ, до 260 м².
  	Свыше 25	Целесообразно рассматривать для 2-3 уровневых жилых домов с потолками 2.7м; промышленных объектов – не более 150 м², при высоте потолка в 3 и более.
  Потребляемая мощность основного оборудования (предельное потребление вспомогательных элементов) кВт/ч	От 2 (от 6)	Характеризует энергопотребление компрессора и циркуляционных насосов (тэна).
  Схема работы	Воздух-воздух	Трансформированная тепловая энергия воздуха передаётся в помещение потоком прогретого воздуха через сплит-систему.
  	Воздух — вода	Энергия, снятая с пропущенного через прибор воздуха, передаётся теплоносителю жидкостной отопительной системы.
  	Рассол-вода	Передачу тепловой энергии от возобновляемого источника выполняет натриевый или кальциевый раствор.
  	Вода-вода	По магистрали открытого первичного контура грунтовые воды несут тепловую энергию прямо к теплообменнику.
  Температура теплоносителя на выходе, °С	55-70	Показатель важен для расчёта потерь на длинном отопительном контуре и при организации дополнительной системы горячего теплоснабжения.
  Сетевое напряжение, V	220, 380	Однофазные – потребляемая мощность не более 5.5 кВт, только для стабильной (малонагруженной) бытовой сети; самые дешёвые – только через стабилизатор. Если есть сеть 380 V, то трёхфазные приборы предпочтительнее – больший диапазон мощностей, меньше вероятность «просадить» сеть.

  Сводная таблица моделей

  В статье мы рассмотрели наиболее популярные модели, выявили их сильные и слабые стороны. С перечнем моделей можете ознакомиться в следующей таблице:

  Сводная таблица моделей

  Модель (страна производитель)	Особенности	Цена, руб.
  Тепловые насосы для отопления небольших помещений или под ГВС
  1. Huch EnTEC VARIO КНР S2-E (Германия)	Система «воздух-вода»; работает от однофазной сети; выступающая конденсационная линия вставляется в бак с водой.	184 493
  2. NIBE F1155-6 EXP (Швеция)	«Рассол-вода»; питание от трёхфазной сети; вариативное управление мощностью; возможность подключения дополнительного оборудования – рекуператора, разнотемпературного оборудования.	355 161
  3. Fujitsu WSYA100DD6 (Япония)	Тепловой насос типа «воздух – вода» с питанием от сети 220V и функцией защиты от замерзания.	524 640
  Оборудование для отопительных систем коттеджей под ПМЖ
  4. Vaillant geoTHERM VWW 61/3 (Германия)	Схема «вода – вода». Для того чтобы ТН мог выдавать стабильные 62 °С теплоносителя в системе отопления, возможности комплекта из компрессора и насосов (1.5 кВт) дополняет электронагреватель мощностью в 6 кВт.	408 219
  5. LG Therma V AH-W096A0 9 кВт (Корея)	На базе схемы «воздух-вода», в одном приборе, состоящим из двух блоков, реализованы потенциалы охладительного и нагревательного устройств.	275 000
  6. STIEBEL ELTRON WPF 10MS (Германия )	«рассол-вода», прибор прогревает теплоноситель для радиаторов до 60 °С, может использоваться при организации каскадных систем отопления.	323 300
  7. Daikin EGSQH (Япония)	В одном корпусе с геотермальным насосом размещён накопительный бак для системы горячего водоснабжения, на 180 литров теплоносителя	1 607 830
  Мощные тепловые насосы для нужд систем отопления и горячего водоснабжения
  8. WATERKOTTE EcoTouch DS 5027.5 Ai (Германия)	Возможен отбор тепла от грунта и грунтовых вод; возможны эксплуатация в составе каскадных систем и удалённое управление; работает от трёхфазной сети.	708 521
  9. DANFOSS DHP-R ECO 42 (Швеция) 9.6= 42 65 380	«рассол-вода»; управление мощностью компрессора и частотой вращения циркуляционных насосов осуществляется посредством частотной регулировки; дополнительный теплообменник; сеть – 380 V.	1 180 453
  10. Viessmann Vitocal 300-G WWC 110 (Германия)	схема работы «вода-вода»; встроенные насосы первичного и вторичного контура; предусмотрена возможность подключения гелиосистем.	630 125

  Тепловые насосы для отопления небольших помещений или под ГВС

  Предназначение – экономичное отопление жилых и вспомогательных помещений, обслуживание системы горячего водоснабжения. Самым низким потреблением (до 2 кВт) выделяются однофазные модели. Для защиты от скачков напряжения в сети им нужен стабилизатор. Надёжность трёхфазных, объясняется особенностями сети (нагрузка распределяется равномерно) и присутствием собственных защитных цепей, предотвращающих повреждение устройства при перепадах напряжения. Оборудование этой категории не всегда справляется с одновременным обслуживанием системы отопления и контура горячего водоснабжения.

  1. Huch EnTEC VARIO КНР S2-E (Германия) – от 184 493 руб.

  Huch EnTEC VARIO самостоятельно не эксплуатируется. Только в связке с накопительным баком системы горячего водоснабжения. ТН подогревает воду для санитарных нужд, охлаждая воздух в помещении.

  Из преимуществ – небольшое энергопотребление прибора, приемлемая температура воды в контуре ГВС и функция очистки системы (периодическим кратковременным нагреванием до 60 °С) от патогенных бактерий, развивающихся во влажной среде.

  Минусы в том, что прокладки, фланцы и манжету, надо докупать отдельно. Обязательно оригинальные, иначе будут потёки.

  При расчёте необходимо помнить, что устройство прокачивает 500 м³ воздуха в час, поэтому минимальная площадь помещения, в котором установлен Huch EnTEC VARIO, должна быть не менее 20 м², при высоте потолка в 3 и более метра.

  Основные характеристики Huch EnTEC VARIO КНР S2-E

  Характеристикиа	Значение
  Схема работы	Воздух — вода
  Тепловая мощность, кВт	3.2
  Потребляемая электроэнергия, кВт/ч (сеть)	1.9 (220)
  Температура теплоносителя на выходе, °С	55
  Диапазон рабочей температуры первичного контура, °С	+7…+35
  Хладагент, тип	R134А
  Вес, кг	31

  2. NIBE F1155-6 EXP (Швеция) – от 355 161 руб.

  Модель заявлена, как «интеллектуальное» оборудование, с автоматической настройкой под потребности объекта. Внедрена инверторная схема питания компрессора – появилась возможность настраивать выходную мощность.

  Присутствие такой функции при малом числе потребителей (точки водоразбора, радиаторы отопления), делает отопление небольшого дома более выгодным, чем в случае с обычным, неинверторным ТН (у которых нет плавного пуска компрессора и выходная мощность не регулируется). Потому что у NIBE, при малых значениях мощности, тэны включаются редко, а собственное максимальное потребление теплового насоса – не более 2 кВт.

  В условиях небольшого объекта шум (47 ДБ) не приемлем. Оптимальный вариант установки – отдельное помещение. Обвязку размещать на стенах не примыкающим к комнатам для отдыха.

  Основные характеристики NIBE F1155-6 EXP

  Характеристика	Значение
  Схема работы	Рассол — вода
  Тепловая мощность, кВт	4-16
  Потребляемая электроэнергия (сеть, V/насосы, компрессор/тэны), кВт/ч	380 / 1.9 / 9
  Температура теплоносителя на выходе, °С	65
  Диапазон рабочей температуры первичного контура, °С	0… +35
  Хладагент, тип	R 407C
  Вес, кг	185

  3. Fujitsu WSYA100DD6 (Япония) – от 524 640 руб.

  «Из коробки» работает только на нагрев в одном контуре. Опционально предлагается комплект для подключения второго контура, с возможностью независимой настройки для каждого. Но сам тепловой насос рассчитан на систему отопления помещения до 100 м², с высотой потолка не более 3 метров.

  В списке преимуществ – небольшие габариты, работа от бытовой электросети, регулировка температуры на выходе 8…55 °С, что по замыслу производителя должно было как-то повлиять на комфорт и точность управления подключенными системами.

  Но всё перечеркнула низкая мощность. В нашем климате, отапливая заявленные 100 м², устройство будет работать на износ. Что подтверждают частые переходы устройства в «аварийный» режим, с отключением помпы и ошибками на дисплее. Случай не гарантийный. Исправляется перезапуском оборудования.

  «Аварии» влияют на расход электроэнергии. Потому что когда умолкает компрессор, в работу включается тэн. Поэтому совместное подключение контуров СО и тёплого пола (или ГВС) допустимо на объекте площадью не более 70 м².

  Основные характеристики Fujitsu WSYA100DD6

  Характеристика	Значение
  Схема работы	Воздух — вода
  Тепловая мощность, кВт	6
  Потребляемая электроэнергия, кВт/ч (сеть)	2.04 (220)
  Температура теплоносителя на выходе, °С	60
  Диапазон рабочей температуры первичного контура, °С	-20… +35
  Хладагент, тип	R410A
  Вес, кг	42

  Оборудование для отопительных систем типовых коттеджей под ПМЖ

  Здесь представлены геотермальные, воздушные и водяные (снимающие тепловую энергию с грунтовых вод) устройства. Заявленной выходной мощности (не менее 8 кВт) достаточно чтобы обеспечить теплом все потребительские системы дачных (и ПМЖ) домов. У многих тепловых насосов этой категории есть режим охлаждения. Внедрённые инверторные схемы питания отвечают за плавный пуск компрессора, из-за его плавной работы снижается дельта (разница температур) теплоносителя. Выдерживается оптимальный режим работы контура (без лишних перегревов и выхолаживаний). Что позволяет снизить расход электроэнергии во всех режимах работы ТН. Наибольший экономический эффект – в устройствах «воздух-воздух».

  4. Vaillant geoTHERM VWW 61/3 (Германия) – от 408 219 руб.

  Использование воды из скважины в качестве теплоносителя первого контура (только VWW) позволило упростить конструкцию и снизить цену ТН без потери в производительности.

  Устройство отличается малым энергопотреблением в основном режиме работы и низким уровнем шума.

  Минус Vaillant – требовательность к воде (известные случаи повреждения подающей магистрали и теплообменника соединениями железа и марганца); следует исключить работу с солесодержащими водами. Ситуация не гарантийная, но если монтаж выполняли специалисты сервисного центра, то есть кому выставлять претензии.

  Необходимо сухое, непромерзаемое помещение, объёмом не менее 6.1 м³ (2.44 м² при потолке 2.5 м). Каплеобразование под насосом – не брак (допускается стекание конденсата с поверхностей заизолированных контуров).

  Основные характеристики Vaillant geoTHERM VWW 61/3

  Характеристика	Значение
  Схема работы	Вода — вода
  Тепловая мощность, кВт	8.4
  Потребляемая электроэнергия (сеть, V/насосы, компрессор/тэны), кВт/ч	380 / 3.1 / 6
  Температура теплоносителя на выходе, °С	55
  Диапазон рабочей температуры, °С	+7… +25
  Хладагент, тип	R 407 C
  Вес, кг	145

  5. LG Therma V AH-W096A0 (Корея) – от 275 000 руб.

  Тепловой насос системы «воздух-вода». Прибор составляют 2 модуля: наружный забирает тепловую энергию у воздушных масс, внутренний трансформирует и передаёт её системе отопления.

  Главный плюс – универсальность. Можно настроить, как для обогрева, так и для охлаждения объекта.

  Недостаток этой серии LG Therma в том, что его (и всей линейки) потенциала, не хватит для нужд коттеджа, площадью более 200 м².

  Важный момент: рабочие блоки двухкомпонентной системы нельзя разносить более чем на 50 м в горизонтальной плоскости и на 30 м по вертикали.

  Основные характеристики LG Therma V AH-W096A0

  Характеристика	Значение
  Схема работы	Воздух — вода
  Тепловая мощность (обогрев/охлаждение), кВт	9/8.6
  Потребляемая электроэнергия (сеть, V/насосы, компрессор/тэны), кВт/ч	220 / 2.7 / 3.5
  Температура теплоносителя на выходе, °С	60
  Диапазон рабочей температуры (обогрев/охлаждение), °С	-20… +30 / +5… +48
  Хладагент, тип	R410A
  Вес (наружный/внутренний блоки), кг	56/28

  6. STIEBEL ELTRON WPF 10MS (Германия) – от 323 300 руб.

  Модель WPF 10MS – самая мощная из тепловых насосов STIEBEL ELTRON.

  Среди преимуществ – автоматически подстраиваемый режим отопления и возможность соединения 6 устройств в каскадную (это параллельное или последовательное подключение приборов с целью увеличения расхода, напора или организации аварийного резерва) систему, мощностью до 60 кВт.

  Минус в том, что организация мощной электросети, для одновременного подключения 6 таких приборов, возможна только с разрешения местного подразделения Ростехнадзора.

  Есть особенность в установке режимов: после внесения необходимых корректировок в программу, следует подождать, пока погаснет контрольная лампа. Иначе, после закрывания крышки система вернётся к исходным настройкам.

  Основные характеристики STIEBEL ELTRON WPF 10MS

  Характеристика	Значение
  Схема работы	Рассол — вода
  Тепловая мощность, кВт	9.9
  Потребляемая электроэнергия (сеть, V/насосы, компрессор/тэны), кВт/ч	380/3.1/8.8
  Температура теплоносителя на выходе, °С	60
  Диапазон рабочей температуры, °С	0… +35
  Хладагент, тип	R410A
  Вес, кг	112

  7. Daikin EGSQH10S18A9W (Япония) – от 1 607 830 руб.

  Мощное устройство для одновременного обеспечения теплом СО, ГВС и тёплого пола жилого дома, площадью до 130 м².

  Программируемые и управляемые пользователем режимы; в рамках заданных параметров контролируются все обслуживаемые контуры; есть встроенный накопитель (для нужд ГВС) на 180 литров и вспомогательные нагреватели.

  Из недостатков – внушительный потенциал, который не будет полностью задействован в доме 130 м²; цена, из-за которой период окупаемости растягивается на неопределённый срок; не реализованная в базовой комплектации автоматическая адаптация под внешние климатические условия. Термисторы (тепловые резисторы) окружающей среды устанавливаются опционально. То есть при изменениях внешней температуры, предлагается настраивать режим работы вручную.

  Основные характеристики Daikin EGSQH10S18A9W

  Характеристика	Значение
  Схема работы	Рассол — вода
  Тепловая мощность, кВт	13
  Потребляемая электроэнергия (сеть, V/насосы, компрессор/тэны), кВт/ч	380 / 2.3 / 2.8
  Температура теплоносителя на выходе, °С	60
  Диапазон рабочей температуры, °С	-5… +20
  Хладагент, тип	R410A
  Вес, кг	210

  Оборудование для объектов с большим потреблением тепла

  Для полного обеспечения потребностей в тепловой энергии жилых и коммерческих зданий, площадью более 200 м². Дистанционное управление, каскадная эксплуатация, взаимодействие с рекуператорами и гелиосистемами – расширяют возможности пользователя в создании комфортной температуры.

  8. WATERKOTTE EcoTouch DS 5027.5 Ai (Германия) – от 708 521 руб.

  Модификация DS 5027.5 Ai – самая мощная в линейке EcoTouch. Стабильно прогревает теплоноситель отопительного контура и обеспечивает тепловой энергией систему ГВС в помещениях до 280 м².

  Спиральный (самый производительный из существующих) компрессор; регулировка скорости потока теплоносителя позволяет получить стабильные показатели температуры на выходе; цветной дисплей; русифицированное меню; аккуратный внешний вид и низкий уровень шума. Каждая деталь для комфортной эксплуатации.

  При активном пользовании точками водоразбора включаются тэны, из-за чего энергопотребление увеличивается на 6 кВт/ч.

  Основные характеристики WATERKOTTE EcoTouch DS 5027.5 Ai

  Характеристика	Значение
  Схема работы	Рассол-вода
  Тепловая мощность, кВт	26 /19.6
  Потребляемая электроэнергия (сеть, V/насосы, компрессор/тэны), кВт/ч	380 / 4.3 / 6
  Температура теплоносителя на выходе, °С	65
  Диапазон рабочей температуры первичного контура, °С	0… +35
  Хладагент, тип	R410A
  Вес, кг	183

  9. DANFOSS DHP-R ECO 42 (Швеция) – от 1 180 453 руб.

  Достаточно мощное оборудование для того чтобы обеспечить тепловой энергией систему горячего водоснабжения и отопительные контуры многоуровневого коттеджа с постоянным проживанием.

  Вместо дополнительного обогревателя для ГВС, здесь задействован поток горячей воды с подачи отопительного контура. Пропуская уже горячую воду через пароохладитель, тепловой насос разогревает воду в дополнительном теплообменнике ГВС до 90 °С. Стабильная температура в СО и баке ГВС поддерживается за счёт автоматической регулировки скорости циркуляционных насосов. Подходит для каскадного подключения (до 8 ТН).

  Нет тэнов для отопительного контура. Дополнительные ресурсы отбираются у любого сочетаемого котла – блок управления возьмет от него столько тепла, сколько требуется в конкретном случае.

  При расчёте места под монтаж теплового насоса необходимо оставлять зазор в 300 мм между стеной и задней поверхностью устройства (для удобства контроля и обслуживания коммуникаций).

  Основные характеристики DANFOSS DHP-R ECO 42

  Характеристика	Значение
  Схема работы	Рассол — вода
  Тепловая мощность, кВт	41.4
  Потребляемая электроэнергия (сеть, V/насосы, компрессор), кВт/ч	380 / 9.6
  Температура теплоносителя на выходе, °С	65
  Диапазон рабочей температуры первичного контура, °С	-10… +20
  Хладагент, тип	R410A
  Вес, кг	290

  10. Viessmann Vitocal 300-G WWC 110 (Германия) – от 630 125 руб.

  В роли теплоносителя первого контура – грунтовые воды. Отсюда и постоянная температура на первом теплообменнике, и самый высокий коэффициент СОР.

  Среди плюсов — вспомогательный электронагреватель небольшой мощности на первом контуре и фирменный контроллер (по сути – беспроводной пульт) для удалённого управления.

  Минус — работоспособность циркуляционного насоса, состояние магистрали и теплообменника первого контура зависит от качества перегоняемых грунтовых вод. Фильтрация обязательна.

  Исключить появление сложно решаемых проблем с дорогостоящим оборудованием, поможет анализ грунтовых вод. Который следует сделать до покупки теплового насоса системы «вода-вода».

  Основные характеристики Viessmann Vitocal 300-G WWC 110

  Характеристика	Значение
  Схема работы	Вода — вода
  Тепловая мощность, кВт	13.6
  Потребляемая электроэнергия (сеть, V/насосы, компрессор/тэны), кВт/ч	400 / 2.3 / 9
  Температура теплоносителя на выходе, °С	60
  Диапазон рабочей температуры первичного контура, °С	0… +35
  Хладагент, тип	R 407 C
  Вес, кг	152

  Выбор редакции

  Многолетний опыт производства и эксплуатации тепловых насосов в Северной Европе позволил нашим соотечественникам сократить область поиска самого выгодного способа обогреть свой дом. Реальные варианты существуют под любой запрос.

  Надо обеспечить теплом контур ГВС или систему отопления жилого дома до 80 — 100 м²? Рассмотрите потенциал NIBE F1155 – его «интеллектуальная» начинка экономит без ущерба теплоснабжению.

  Стабильную температуру в контурах тёплого пола, СО, ГВС коттеджа в 130 м² обеспечит Daikin EGSQH –здесь задействован теплообменник ГВС (180 литров).

  DANFOSS DHP-R ECO выдаёт постоянный тепловой поток одновременно для всех потребителей. Возможность создания каскада из 8 ТН позволяет обеспечить теплом объект площадью не менее 3 000 м².

  Каждая из указанных моделей – не безусловный, а базовый вариант. Если вы нашли подходящий ТН – просмотрите всю линейку, изучите опциональные предложения. Ассортимент оборудования большой, есть риск пропустить свой идеальный вариант.