Отопление тепловым насосом «воздух-вода. Тепловой насос “воздух-воздух”: принцип действия, устройство, подбор и расчеты Подбор и расчеты теплового насоса

  • 30.10.2023

Использование возобновляемых источников энергии (геотермальной, солнечной, воздуха) для отопления помещений позволяет сэкономить до 50% затрат на энергоносители. Для реализации этой идеи в частных домах устанавливаются энергии во внутреннее тепло.

Хорошее решение для отопления дома

Этот тип тепловых насосов уступает в эффективности геотермальным и солнечным коллекторам, но менее требователен к условиям монтажа, наружный теплообменник устанавливается на открытом участке рядом с домом или крыше. Теплопроизводительности приборов недостаточно для 100% покрытия потребности в тепле при сильных морозах, но они значительно снижают затраты на отопление в межсезонный период. Оптимальным вариантом считается использование теплого насоса в комплексе с традиционными обогревателями.

На чем основана работа инверторного теплового насоса воздух-вода с контроллером: принцип действия, схема, монтаж, устройство

Принцип работы основан на отдаче тепловой энергии от циркулирующего внутри труб хладагента при переходе в жидкое состояние в конденсаторе. Это тот же цикл Карно, по принципу которого работают холодильные агрегаты, но внешним источником энергии является воздух, а внутренним — вода в системе отопления. Воздух поступает в испаритель и нагревает циркулирующий хладагент. Обычно змеевик медный и выдерживает высокие давления. После нагрева жидкость начинает испаряться, пары поступают в конденсатор и выделяют тепло при сжатии. Далее цикл повторяется, тем теплее наружный воздух, тем эффективнее работа . Тепловой насос воздух-вода выбирает большинство жителей нашей страны.

Логично, что при минусовой температуре воздуха эффективность теплоотдачи снижается. По этой причине тепловые насосы устанавливаются в комплексе с , например, электрическими ТЭНами. Схема подключения оборудования к системе отопления при аткой альтернативе включает в себя:

  • Воздушный тепловой насос.
  • Бак для получения горячей воды.
  • Два ТЭНа: для компенсации недостающей тепловой мощности и для нагрева воды.
  • Циркуляционные насосы отопительных контуров (отдельный для радиаторов)
  • Смеситель.

Аналогичным образом тепловой насос подключается к отопительным системам с газовыми, жидкими и твердотопливными котлами. Практика показывает, что максимальная эффективность достигается при подсоединении к теплым полам, а не радиаторным системам.

Техника постоянно развивается и совершенствуется. По конструктивному исполнению модели различаются на сплит и моноблочные. В первом случае наружный теплообменник имеет мощный вентилятор для забора воздуха и располагается на открытом участке рядом с домом. Конденсатор может быть во внешнем или во внутреннем блоке, первый вариант ценится за бесшумность, подключение к системе отопления дома осуществляется через тепловые трубки. Моноблок соединяет вентилятор и конденсатор в едином корпусе, такое исполнение более шумное. Некоторые модели подключаются не только к системам отопления, но и вентиляции или используются теплоту отработанного воздуха внутри помещения. Выбор теплового насоса с возможностью реверсного режима позволяет использовать его для охлаждения помещений летом (но такое исполнение чаще встречается у насосов воздух-воздух).

Преимущества и недостатки отопления дома, согласно отзывов владельцев: модель Nibe, Mitsubishi, Danheat, Дайкин, китайские и российские производители

К явным плюсам относят повышение эффективности системы отопления за счет бесплатного возобновляемого энергоносителя. Насос типа воздух вода стоит дешевле геотермального или работающего по принципу вода-вода и в сравнении с ними практически бесшумен. У некоторых моделей теплопроводные трубки нуждаются в изоляции, но особых сложностей при укладке небольшого утепленного участка не возникает. Вне зависимости от типа насоса он зависим от подключения к электросети. Но это не считается недостатком, ведь на каждый потребленный 1 кВт электрической, тепловой насос выдает не менее 3 КВт тепловой и, что немаловажно, экологически чистой энергии. Продукты сгорания отсутствуют, нет необходимости в организации дымоходов.

Теплоотдача идет за счет бесплатного возобновляемого энергоносителя

Недостатки тепловых насосов ощущаются в зимнее время. Несмотря на заявления производителей о круглогодичной эффективности, воздушные теплонасосы лучше выключить при температуре воздуха ниже -7°C. КПД при минусовых температурах неизбежно падает, без проблем зимой функционирует лишь промышленный тепловой насос (со способностью нагрева воды до 90 °С). Но даже эти модели не рекомендуют к эксплуатации при -25 °С.

Расчет мощности: цена насоса зависит от многих факторов

Ориентировочно на 100 м 2 потребуется насос с теплопроизводительностью в 5кВт, на 300 м 2 от 21. Стоимость теплового насоса напрямую зависит от его тепловой мощности, в данном случае запас не предусматривается (он просто не окупится). Для определения точного значения теплопроизводительности рекомендуется провести расчет мощности теплового насоса с учетом не только отапливаемого объема, но и климатических особенностей региона, степени теплоизоляции здания. Существуют программы с подбором необходимой площади змеевика, такая информация важна при самостоятельном изготовлении оборудования.

Правила эксплуатации в бассейне с горячей водой: делаем ТО своими руками

Тепловые насосы полностью автономны и не требуют особых условий размещения, но, как и любое отопительное оборудование, они нуждаются в ежегодной профилактике. Для предотвращения неполадок рекомендуется:

  1. Проводить периодический контроль температуры масла в компрессоре.
  2. Осматривать и очищать фильтры.
  3. Удалять мусор из наружного теплообменника, загрязнения с термодатчиков.
  4. Проверять герметичность всей системы, особое внимание уделяется местам соединений.
  5. Установить сетевой фильтр, проверять состояние электропроводки.

Не рекомендуется эксплуатация при отклонении от диапазона разрешительных внешних температур. Эта рабочая характеристика зависит от модели теплового насоса и обязательно прописывается в инструкции. В среднем это -25 °C при работе в режиме нагрева и +40 °C при включения реверсного охлаждения.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Важным фактором является температура масла в компрессоре. Запуск теплового насоса с холодным маслом возможен, но при таком включении оборудование быстро выходит из строя. Рекомендуется задействовать систему подогрева масла в компрессоре: просто включить его первым и выдержать 3-4 часа. При соблюдении всех требований компрессор прослужит долго (европейские производители дают гарантию до 50 лет). Тепловой насос воздух-вода широко применяется владельцами частных загородных домов.

Данный версия сайта является устаревшей! Вы можете перейти на

Низкотемпературный Тепловой Насос Amitime с инверторным компрессором системы «воздух-вода»

Причин выбрать воздушный Тепловой насос Amitime для отопления вашего дома:

  • Круглогодичное использование. Зимой - отопление помещений, летом - кондиционирование . Круглогодичная выработка горячей воды. Надежная и гарантированная работа до -25°С !
  • Эффективная совместная работа с и
  • Экономия до 80% денежных средств на отопление и горячее водоснабжение по сравнению с другими теплогенераторами
  • Система является бытовым прибором (как кондиционер или холодильник) и не требует получения технических условий и согласования
  • Не требует дорогостоящего бурения скважин в отличие от грунтового теплового насоса
  • Возможность монтажа круглый год, в отличие от грунтового теплового насоса, скважины под который невозможно бурить после -5°С
  • Инверторный компрессор является наиболее износостойким и энергосберегающим типом компрессоров
  • Простотой и быстрый монтаж

За счет чего происходит экономия?
Тепловой насос потребляет до четырех раз меньшее количество электроэнергии, чем электрокотел аналогичной тепловой мощности.
Данной свойство обеспечивается тем, что тепловой насос не генерирует энергию для нагрева, а лишь переносит ее, повышая ее потенциал. Это значит, что тепловой насос забирает энергию из воздуха, немного понижая его температуру и отдает эту энергию теплоносителю в вашей системе отопления.
За счет того, что на перенос энергии требуется гораздо меньше электричества, чем на генерацию, и достигается экономия.

Низкотемпературный Тепловой Насос Chofu с инверторным компрессором системы «воздух-вода»

Тепловой насос Chofu AEYC-4037U (Япония) Моноблочное исполнение.
Производительность - охлаждение/нагрев 4.0 / 6.0 кВт.
Тепловой насос Chofu AEYC-7134SVFU (Япония) Моноблочное исполнение. Производительность - охлаждение/нагрев 7.1 / 10.0 кВт.
Тепловой насос Chofu AEYC-1638U (Япония) Моноблочное исполнение. Производительность - охлаждение/нагрев 15.0 / 16.0 кВт
Контроллер Eliwell SKW22 LCD дисплей, проводной

Схемы совместной работы и воздушнего теплового насоса:

Технические параметры теплового насоса Chofu:

МОДЕЛЬ AEYC-7134SVFU (10kW) МОДЕЛЬ AEYC-1638U (16kW)
Питание 230V 50Hz 230V 50Hz
Охлаждение Мощность 7.1 кВт 16 кВт
Потребление эл. 2.06 кВт 4.10 кВт
Рабочий ток 9.2 А (макс. 14.5А) 17.8 А
Коэффициент мощности 97% 99%
Уровень шума 51dB 52dB
COP 3,45 3,9
21~43°С 15~43°С
Нагрев Мощность 10.0 кВт 16.0 кВт
Потребление эл. 2.30 кВт 3.90 кВт
Рабочий ток 10.2А (макс. 26.7А) 17.0А
Коэффициент мощности 98% 99%
Уровень шума 51dB 52dB
COP 4,35 4,1
Допустимые внешние температуры -20~35°С -20~-43°С
Мощность компрессора 1700W 3000W
Мощность вентилятора 100W 100W x 2
Вес (нетто) 85 кг 123 кг
Размеры (HxWxD) 881.5х850х330 мм 1302x825x300 мм
Диаметр труб 25.4 мм 35.0 мм
Хладагент (R410A) 1500 гр. 2900 гр.
Контроль хладагета Электронный расширительный клапан
Компоненты
Клапан контроля давления
Теплообменник вода-фреон
Манометр давления
Циркуляционный насос
Автоматический воздушный спускной клапан
Клапан контроля давления
Теплообменник вода-фреон
Манометр давления
Циркуляционный насос
Закрытый расширительный бак

Технические параметры теплового насоса Amitime:

Тип AVH-12V AVH-24V AVH-48V
Электроснабжение Однофазный, 220-240V/50Гц/1Ф
Ток А 10 Однофазный, 220-240V/50Гц/1Ф Однофазный, 220-240V/50Гц/1Ф
Мощность Охлаждение кВт 3.3/1.3-4.2 6.1/2.5-8.1 5.2-16
Нагрев кВт 3.8/1.4-5.1 7.0/3.7-9.0 6.8-19.6
Размеры Внутренний ДхШхВ мм 500х500х220 500х500х220 600х330х900
Наружный ДхШхВ мм 828x320x538 894х380х706 894х380х706
Подключение воды дюйм G3/4" G1"
Подключение газа дюйм 1/2"
Подключение жидкости дюйм 3/8"
Темп. Рабочий диапазон при охлаждении °С 0~55
Рабочий диапазон при нагреве °С -25 ~33
Температура выходящей воды °С 7~55
Вес Внутренний кг 18.5 26.5 60
Наружный кг 33 52 100
Прочее Шум Внутренний блок Дб 15 26,5 28
Наружный блок Дб 45 52 56
Скорость вентилятора Наружный блок об/мин 850 780
Хладогент кг 0.845 / R410A 1.57 / R410A 2.3х2 / R410A
Объем протока макс/ном/мин л/с 0.4/0.23/0.13 0.6/0.395/0.32

Охлаждение: вода на входе - 12°C, вода на выходе - 7°C, внешняя температура по сухому термометру - 35°C, по мокрому термометру - 24°C
Отопление: вода на входе - 30°C, вода на выходе - 35°C, внешняя температура по сухому термометру - 7°C, по мокрому термометру - 6°C

Особенности Тепловых насосов AVH:

  • Высокоэффективный инверторный компрессор от известного производителя
  • ЭРК (электронный расширительный клапан), оптимизирующий расход хладагента
  • Широкий диапазон рабочих температур до -25°С
  • Встроенный водяной насос
  • Высокий КПД, подтвержденный исследованиями Intertek
  • Подогрев картера и поддона компрессор

Низкотемпературный воздушный инверторный тепловой насос DanHeat AVH-12V1DB

Краткая характеристика:

Выдаваемая мощность:
7/35 °C: от 2,1 до 5,2 кВт -7/35 °C: от 1,0 до 3,2 кВт -15/35 °C: от 1,0 до 2,7 кВт

Инверторный компрессор



Тип хладагента: фреон R410A
COP*: 7/35 °C: 3,95 -7/35 °C: 2,87 -15/35 °C: 2,47

Достижимая выходная мощность для отопления (7/35 °C)
Достижимая выходная мощность для отопления (2/35 °C)
Достижимая выходная мощность для отопления (-7/35 °C)
Достижимая выходная мощность для отопления (-15/35 °C)
Достижимая выходная мощность для отопления (7/45 °C)
Достижимая выходная мощность для отопления (2/45 °C)
Достижимая выходная мощность для отопления (-7/45 °C)
Достижимая выходная мощность для отопления (-15/45 °C)
COP, (2/35 °C)
COP, (7/35 °C)
COP, (-7/35 °C)
COP, (-15/35 °C)
COP, (7/45 °C)
COP, (2/45 °C)
COP, (-7/45 °C)
COP, (-15/45 °C)
Достижимая мощность охлаждения

Низкотемпературный воздушный инверторный тепловой насос DanHeat AVH-24V1DB

Краткая характеристика:

Встроенный электрический нагреватель 2кВт
Инверторный компрессор
Диапазон рабочих температур в режиме отопления: -25 … +33°C
Диапазон рабочих температур в режиме охлаждения: 0 … +55°C
Максимальная температура нагрева: 52°C
Тип хладагента: фреон R410A

* COP указан при номинальной частоте работы компрессора – 56 Hz

Фотографии готовых объектов с тепловым насосом AVH-24V1DB

Низкотемпературный воздушный инверторный тепловой насос AVH-24V1DR (Серия Russia):

Краткая характеристика:
Выдаваемая мощность: 7/35 °C: от 4,5 до 9,8 кВт -7/35 °C: от 3,6 до 7,5 кВт -15/35 °C: от 3,4 до 5,3 кВт

Инверторный компрессор
Встроенный модуль для одновременной выработки ГВС и кондиционирования.
Встроенная автоматика для солнечного коллектора.
Два трехходовых клапана и два запорных моторизованных клапана в комплекте.
Диапазон рабочих температур в режиме отопления: -25 … +33°C
Диапазон рабочих температур в режиме охлаждения: 0 … +55°C
Максимальная температура нагрева: 52°C
Тип хладагента: фреон R410A
COP*: 7/35 °C: 3,91 -7/35 °C: 3,11 -15/35 °C: 2,22
* COP указан при номинальной частоте работы компрессора – 56 Hz

Низкотемпературный воздушный инверторный тепловой насос AVH-36V1DE

Краткая характеристика:
Выдаваемая мощность: 7/35 °C: до 12,6 кВ -7/35 °C: до 9 кВт
Встроенный электрический нагреватель 3кВт
Инверторный компрессор
Сенсорная панель управления
Множество встроенных функций:

  1. Установка отдельных температурных графиков для теплых полов и радиаторов
  2. Установка температурной кривой для автоматической регулировки температуры подачи
  3. Функция климат контроля
  4. Режим «Отпуск»
  5. Режим «Сон» с уменьшением энергопотребления и шума

Широкий спектр подключаемого оборудования: циркуляционные насосы различных систем отопления, альтернативные источники тепловой энергии и т.д.
Диапазон рабочих температур в режиме отопления: -25 … +33°C
Диапазон рабочих температур в режиме охлаждения: 0 … +55°C
Максимальная температура нагрева: 52°C
Тип хладагента: фреон R410A
COP*: 7/35 °C: 4 -7/35 °C: 3,07
* COP указан при номинальной частоте работы компрессора – 56 Hz

Низкотемпературный воздушный инверторный тепловой насос AVH-48V1DAB

Краткая характеристика:
Выдаваемая мощность: 7/35 °C: от 4,5 до 19,6 кВт -7/35 °C: от 3,6 до 15 кВт -15/35 °C: от 3,4 до 10,6 кВт
Встроенный электрический нагреватель отсутствует
Два инверторных компрессора
Диапазон рабочих температур в режиме отопления: -25 … +33°C
Диапазон рабочих температур в режиме охлаждения: 0 … +55°C
Максимальная температура нагрева: 52°C
Тип хладагента: фреон R410A
COP*: 7/35 °C: 3,91 -7/35 °C: 3,11 -15/35 °C: 2,22
* COP указан при номинальной частоте работы компрессора – 56 Hz

Фотографии готовых объектов с тепловым насосом AVH-48V1DAB

Набор быстрого монтажа

Набор быстрого монтажа

В набор входит:

Канальный жидкостный напольный фанкойл с непосредственной подачей воздуха

* Мощность охлаждения указана в режиме температуры впускной/выпускной воды: 7°С/12°С. Температура в помещении: +27°С;
** Мощность отопления указана в режиме температуры впускной/выпускной воды: 70°С/60°С. Температура в помещении: +20°С.

Технические характеристики

Модель

Параметр

Единица

измерения

BM 150 BM 350 BM 450

Значения

BM 550 BM 650
Мощность охлаждения* кВт 0,75 1,5 2,2 3,1 3,6
Тепловая мощность ** кВт 1,55 3,1 4,6 6,3 7,3
Рабочее давление (макс.) Бар 10 10 10 10 10
Диаметр подключения дюймов G 1/2”
Воздушный поток (мин.) м3/ч 50 150 200 300 400
Воздушный поток (макс.) м3/ч 160 320 460 580 650
Максимальный ток А 0,12 0,16 0,21 0,24 0,3
Электрическая мощность (макс.) Вт 14 23 27 33 39
Уровень шума (мин./макс.) дБ (А) 28/44 28/44 28/44 28/44 28/44
Габариты (Д*Ш*В) мм 694*580*130 894*580*130 1094*580*130 1294*580*130 1494*580*130
Вес (нетто) Моторизованный алгп-ч кг 16 22 28 34 40
известного производителя Панель управления с ЖК дисплеем

Систем низкотемпературного теплового насоса "воздух-вода" может включать
Хотя массовое использование низкотемпетарутных воздушных тепловых насосов (НВТН) в нашей стране еще практически не началось, потенциально заинтересованным соискателям хорошо известно о том, что с понижение наружной температуры эффективность воздушных тепловых насосов падает.
Больше всего объективному восприятию темы мешает суждение раз с понижением наружной температуры происходит уменьшение производительности НВТН, то использование и в России рационально только в южных регионах.
Справедливо абсолютно противоположное заключение. Этому наглядно подтверждает опубликованное в Норвегии исследование. В нем сравнивалась экономия, достигаемая теплоснабжением НВТН типа «воздух–воздух» в наиболее теплом и наиболее холодном населенных пункта Норвегии – Бергене (расчетная температура для которого составляет ­10°С, как в с. Псху, Абхазия) и Рёросе (–40°С, как в Красноярске). В качестве испытуемого объекта рассматривался деревянный дом с отапливаемой площадью 115 м2 и окнами площадью 12 м2 с двойным остеклением. Отопительный сезон в Норвегии начинается осенью, когда температура опускается ниже 11°С, и длится до тех пор, пока весной она не станет выше 9°С. Для простоты расчетов принимают, что отопительный сезон длится, пока температура воздуха ниже 10°С.
Для оценки эффективности теплоснабжения тепловым насосом существует параметр SPF (Seasonal Performance Factor)– сезонный коэффициент энергоэффективности или сезонный СОР,который представляет собой отношение общего количества тепла Q tot, полученного за определенный период времени, к суммарным энергозатратам ∑P w на выработку этого тепла:
SPF = Q tot / ∑P w .
Экономия энергии?E tot выразится следующим образом:
∑E tot = Q tot (1 – 1/ SPF), кВт·ч.
Результаты расчетов для выбранных норвежских городов выглядят так, как показано в таблице.
Таблица. Результаты расчетов эффективности теплоснабжения исследуемых объектов

Таким образом, оказалось, что в холодном регионе, даже при гораздо меньшем SPF ,применение НВТН позволит сэкономить почти на 20 % больше энергии, чем в теплом, где менее продолжителен отопительный сезон, а значит, и период использования теплового насоса. То есть полностью реализовать преимущества низкотемпетарутного воздушного теплового насоса удается именно в регионах с холодным климатом.

Наши специалисты будут рады оказать Вам качественную помощь в решении задач и предоставить объективную консультацию по тепловым насосам и солнечным коллекторам.

Устройство теплового насоса воздух-вода, виды, эффективность, выбор

В Европе и США уже давно нашли применение альтернативным источникам энергии. В ряде случаев они хорошо заменяют газ, а также твердотопливные материалы. В частности, получили широкое распространение «тепловые насосы», которые извлекают энергию из воды, воздуха и земли. Все эти установки имеют свою специфику и особенности, которые влияют на эффективность их работы. Специалисты отмечают, что тепловой насос воздух-вода отличается простым монтажом и эксплуатацией. Кроме того, он имеет длительный срок службы и высокую надёжность. Многие люди выбирают тепловые насосы воздух-вода для использования в загородном доме или на даче. В этом материале речь пойдёт о принципе работы, эксплуатации, монтаже, а также о выборе теплового насоса «воздух-вода».

Тепловой насос представляет собой разновидность оборудования для отопления помещения, которое берёт рассеянное тепло из окружающего воздуха и концентрирует его в тепловую энергию. Эта энергия идёт на нагрев воды, которая далее используется для обогрева помещения. Принцип работы теплового насоса типа воздух-вода подобен работе кондиционера, но используется обратный цикл Карно. В современном климатическом оборудовании используется подобный принцип. Кондиционеры, предназначенные для охлаждения помещения, могут работать на нагрев до тех пор, пока температура ОС не опустится ниже минус пяти по Цельсию.

От климатического оборудования теплонасосы воздух-вода отличаются улучшенными параметрами. Они могут работать на обогрев помещения, пока температура воздуха за бортом не снизится до 15─25 градусов мороза.

В состав установки входит контур, где идёт циркуляция фреона, а также компрессор, испаритель и конденсатор. В испарителе фреон переводится в газообразное состояние с поглощением тепла из ОС. В компрессоре под высоким давлением газ разогревается 120─125 градусов и попадает в конденсатор. Там он превращается в жидкость, тепло которой используется для нагрева воды в контуре отопления.

Этот принцип работы практически одинаков для всех типов тепловых насосов. Различия только в том, какая среда используется для извлечения тепла. Это может быть вода, земля, воздух и прочие источники. Температура на улице оказывает существенное влияние на производительность теплонасосов. Поэтому использование тепловых насосов воздух-вода возможно на юге России и в средней полосе. На севере, где долгое время держатся морозы, их использование проблематично.

Теплоноситель, в роли которого выступает вода, с помощью фреона нагревается примерно до 55─65 градусов. Температуры вполне достаточно для того, чтобы организовать горячее водоснабжение, систему отопления, тёплый пол. Принцип действия основан на использовании низкопотенциальной тепловой энергии. Именно это ограничивает использование теплового насоса факторов окружающей среды. Оптимальный режим работы находится до минус 10 градусов Цельсия. Если температура «за бортом» снижается, то эффективность установки воздух-вода сильно снижается.



Для устранения этой проблемы специалисты разработали схему функционирования системы воздух-вода вместе с прочими источниками тепла. Здесь схема работы следующая. Когда температура на улице понижается, то насос начинает работать с нарастающей нагрузкой. При росте нагрузки до определённого предельного значения, к работе подключается дополнительный источник тепла. Это может быть электрический или газовый котёл. Когда температура за окном возрастает и тепловой насос справляется с нагрузкой, котёл автоматически отключается. Как говорят специалисты, в роли резервного лучше использовать электрический котёл.

В любом случае, установка насоса воздух-вода нецелесообразна в северных широтах, где длительное время стоят сильные морозы.

Расчёт мощности

Перед тем как купить тепловой насос или изготовить его самостоятельно, следует провести примерный расчёт мощности. Ведь если мощность будет недостаточна для площади вашего дома, то обогрев будет проводиться не в полной мере. Если выбрать излишне мощный насос, то – это приведёт к ненужным затратам.

Специалисты, которые занимаются производством и установкой тепловых насосов воздух-вода для вычисления мощности используют специальное программное обеспечение. Они позволяют рассчитать различные элементы такой системы вплоть до площади змеевика. Те, кто делает тепловой насос своими руками, применяют специальные калькуляторы. Они имеются на сайтах по строительной тематике и отоплению. В таки калькуляторах используются вводные данные о площади дома, регионе, высоте потолков, а также состоянии теплоизоляции в доме.

В результате подсчётов выводится расчётная мощность теплового насоса типа воздух-вода или другой разновидности. Если здание хорошо утеплено и имеет небольшую площадь, мощность теплового насоса нужна будет меньше. Так, что теплоизоляцию специалисты рекомендуют делать до того, как покупать тепловой насос.

Ниже можно посмотреть таблицу примерной зависимости мощности теплового насоса в зависимости от площади обогреваемого помещения.

Выбор: цены и производители

Проблему отопления жилых и производственных помещений можно решить правильным выбором теплового насоса воздух-вода. Что же нужно учесть и не ошибиться при выборе. Первое, над чем следует подумать после расчёта мощности, это конструкция корпуса. Производители предлагают два варианта.



Есть низкотемпературные моноблочные тепловые насосы. При этом в помещении не ставится никакой дополнительной установки. Все элементы теплового насоса располагаются снаружи здания или в подсобном помещении, а в дом или производственное помещение проходит только трубопровод с теплоносителем.

Второй вариант исполнения – это всем известные сплит-системы. Чаще всего такой вариант применяется в бытовых помещениях. Внешний блок стоит на улице, а к нему идёт магистраль от накопителя. Фреон греет конденсатор и жидкости, которая циркулирует в контуре отопления, передаётся тепло.

По функциональности и назначению выпускаемые модели тепловых насосов также можно поделить на 2 группы. Одни установки воздух-вода предназначены только для отопления, а другие могут помимо обогрева обеспечивать горячее водоснабжение. По температуре окружающего воздуха установки воздух-вода, как правило, работают в интервале от плюс 45 до минус 15 С. Отдельные модели могут работать на обогрев температуре на улице минус 25─32 С. От температуры окружающей среды напрямую зависит эффективность тепловых насосов воздух-вода.



За последние 10─15 лет на рынке появилось много моделей различных тепловых насосов. Выпуском этой продукции занимаются производители из Германии, Японии, Китая, России и других стран. Их продукция имеет близкую конструкцию, но часто отличается по эффективности.

Можно назвать следующие известные компании на этом рынке:

  • Stiebel Eltron (Германия). Модели имеют высокий спрос на российском рынке. Среди плюсов стоит отметить большой широкий ассортимент моделей, развитую функциональность, возможность индивидуального изготовления. В целом тепловые насосы Stiebel Eltron отличаются экономичностью и высоким коэффициентом СОР;
  • Фирма выпускает установки воздух-вода высокой производительности. Они находят применение для обогрева бытовых и промышленных объектов. Все модели адаптированы для использования в российских условиях. Большинство предлагаемых тепловых насосов Buderus рассчитаны на обогрев помещений площадью более 500 квадратных метров;
  • Компания уже несколько десятков лет выпускает тепловые насосы. Модельный ряд постоянно меняется, учитываются пожелания владельцев тепловых установок, постоянно осваиваются новые технологии. Viessmann часто используют в своей продукции инновационную автоматику. С её помощью, установка воздух-вода обеспечивает полностью автоматический обогрев помещения в зависимости от погодных условий;
  • Heliotherm (Австрия). Фирма выпускает модели тепловых насосов с лучшими показателями СОР. В России компания имеет своё представительство. Благодаря этому обеспечиваются гарантийные обязательства, установка и поддержка оборудования.

Стоимость современных тепловых насосов лежит в интервале от 160 тысяч до 1,2 миллиона рублей. Стоимость может меняться в зависимости от того, какой производитель. Китайцы выпускают модели, которые стоят дешевле, но у них ниже СОР и срок службы. Часто используется практика, когда монтаж тепловых насосов воздух-вода включается в цену оборудования. Многие компании предлагают бесплатно расчёт проекта. Есть также примеры, когда предлагаются услуги по дальнейшему обслуживанию установок.

В нашем современном технологически развитом мире энергия вырабатывается и расходуется в невероятно огромных количествах. Причем в последние десятилетия вследствие стремительного исчерпания земных ресурсов резко встал вопрос о поиске альтернативных энергетических источников. В то же время наука старается решить вопрос сохранения оставшихся природных запасов. Одним из устройств, созданных с целью экономии энергии, является тепловой насос "воздух-вода".

Существуют различные модели этого устройства, но основная его задача остается неизменной - отопление сооружений. Тепловые насосы "воздух-вода" работают по следующей схеме: прибор передает энергию уличного воздуха воде, которая распространяется по сети теплоснабжения. В результате дом обогревается независимо от основных энергетических источников. Благодаря тому, что воздух - ресурс пока что еще неограниченный, тепло может вырабатываться бесконечно. В результате во время отопления дома с помощью электричества при включении таких насосов экономия электроэнергии достигает в зимнее время - до 300%, а в летнее - до 600%.

Имеют неоспоримые преимущества перед

традиционными обогревателями. Их легко устанавливать, они компактны и экологически безопасны. Функционирует тепловой насос "воздух-вода" автоматически и не требует в процессе эксплуатации наличия специальных технических знаний и дополнительного обслуживания. К тому же устройство великолепно вписывается в интерьер.

Работает тепловой насос "воздух-вода" по следующей схеме. Блок, находящийся снаружи здания, при помощи хладагента вбирает тепло из воздуха. Оказавшись в компрессоре, хладагент сжимается, вследствие чего его температура повышается. Получив газообразную форму, хладагент переходит в теплообменник, находящийся внутри помещения, отдает тепло воде, а затем возвращается в наружную часть устройства. Далее весь цикл повторяется.

Благодаря техническому совершенствованию, тепловой насос "вода-воздух" имеет компактный размер. Системы подачи фреона и электричества упрощаются с появлением новых моделей. Подача воды происходит прямым путем, а не из бака, где она может застояться в течение длительного времени. Охлаждение происходит так же, как и обогрев, но в обратном порядке: хладагент отдает все тепло воды наружу. Внутренний блок анализирует показания датчиков и определяет, когда именно нужно

подключить внешний блок, а когда отключить. А при необходимости большего количества тепла начинает действовать дополнительный нагреватель.

Эффективность работы таких устройств, как тепловой насос "воздух-вода", объясняет тот факт, что многие западные страны давно прибегают к этому способу обогрева зданий. Например, в Германии внедрение подобных систем осуществляется на законодательном уровне. Приобретая тепловой насос "вода-воздух", покупатель получает возможность существенно снизить свои расходы, ведь уже через пару месяцев новое оборудование окупится с лихвой.

Тепловые насосы, работающие по схеме «воздух-вода», относятся к группе аэротермальных конструкций . Они обеспечивают нагрев теплоносителя в системе отопления дома, источником тепловой энергии для которого является наружный воздух. Возможна также подача воды для системы ГВС.

Особенностью систем «воздух-вода» является сильная зависимость температур теплоносителя в системе отопления от температуры источника - наружного воздуха. Эффективность подобного оборудования постоянно изменяется как в сезонном отношении, так и в погодных условиях. В этом проявляется существенное отличие аэротермальных систем от , чья работа стабильна в течение всего срока службы и не зависит от внешних условий.

Кроме того, тепловые насосы типа «воздух-вода» способны как обогревать, так и охлаждать воздух в помещениях, что делает их востребованными в регионах с относительно холодными зимами и жарким летом. В целом, использование подобных систем наиболее эффективно в относительно теплых районах, а для северных областей требуется дополнительные средства обогрева (обычно используются ).

Как работают тепловые насосы воздух-вода?

В основе работы теплового насоса типа «воздух-вода» положен принцип Карно . Говоря более понятным языком, используется конструкция фреонового холодильника . Хладагент (фреон) циркулирует в замкнутой системе, проходя последовательно стадии:

  • испарения, сопровождающегося сильным охлаждением
  • подогрева от тепла поступающего наружного воздуха
  • сильного сжатия, при котором его температура становится высокой
  • конденсации с переходом в жидкое состояние
  • прохода через дроссель с резким падением давления и испарением

Для нормальной циркуляции хладагента необходимо иметь два отделения - испаритель и конденсатор . В первом температура низкая (отрицательная), для нагрева используется тепловая энергия из воздуха окружающей среды. Второе отделение служит для конденсирования хладагента и передачи тепловой энергии в теплоноситель системы отопления.

По сути, тепловой насос - это два теплообменника , соединенные между собой и совместно обеспечивающие непрерывный цикл Карно - сжатие газа с переходом в жидкую фазу с выделением большого количества тепла и его расширение с испарением и охлаждением.

Роль поступающего извне воздуха - передача тепла в испаритель, где температура очень низкая и требует повышения для предстоящего сжатия. Тепловая энергия воздуха имеется даже при отрицательных температурах и сохраняется до тех пор, пока не произойдет понижение температуры до абсолютного нуля. Низкопотенциальные источники тепловой энергии позволяют получать высокую эффективность системы, но при сильном понижении наружной температуры до -20°C или – 25°C система останавливается и требует подключения дополнительного источника обогрева.

Достоинства и недостатки

Достоинствами тепловых насосов «воздух-вода» являются:

  • простота установки, отсутствие земляных работ
  • источник тепловой энергии - воздух - имеется везде, он доступен и совершенно бесплатен. Для работы системы требуется только электропитание для циркуляционного оборудования, компрессора и вентилятора
  • тепловой насос можно конструктивно объединить с вентиляцией, что позволить существенно повысить эффективность работы обеих систем
  • отопительная система безвредна для окружающей среды и не опасна в эксплуатационном отношении
  • работа системы практически бесшумна, может управляться при помощи систем автоматики

Недостатками теплового насоса «воздух-вода» являются:

  • ограниченность применения. Бытовые модели ТН требуют подключения дополнительных систем отопления уже при -7°C, промышленные образцы способны держать температуру до -25°C, что для большинства регионов России слишком мало
  • зависимость эффективности системы от температуры наружного воздуха делает работу системы нестабильной и требует постоянной перенастройки режимов функционирования
  • для питания вентиляторов, компрессоров и прочих устройств требуется подключение к стабильному источнику электроэнергии

Планируя использование подобной системы отопления и ГВС, необходимо учитывать эти особенности.

Расчет мощности установки

Порядок расчета мощности установки сводится к определению площади дома, подлежащей обогреву, подсчету необходимого количества тепловой энергии и подбору оборудования, соответствующего полученным значениям. Излагать подробную методику расчета нет смысла, поскольку она чрезвычайно сложна, требует знания многих параметров, коэффициентов и прочих значений. Кроме того, нужен опыт выполнения подобных расчетов, иначе результат окажется совершенно ошибочным.

Для решения проблемы рекомендуется использовать онлайн-калькулятор, найденный в сети. Пользоваться им легко, надо лишь подставить в окошечки свои данные и получить ответ. Если появились сомнения, расчет можно продублировать на другом ресурсе, чтобы получить сбалансированные данные.

Что купить — топ-5 лучших насосов

Приобретение теплового насоса - важная и ответственная процедура. Давать какие-либо рекомендации в этой сфере можно только обладая конкретной информацией о размерах дома, материале стен, степени утепленности, конфигурации помещений, типе отопительной системы и т. д. Не обладая этими данными, рассуждать о лучших насосах бессмысленно. Однако, можно рассмотреть наиболее известных производителей, которые поставляют на рынок качественное оборудование и являются лидерами в этой области:

ALTAL GRUP

Компания базируется в Украине, России и Молдове. Производство оборудования ориентировано на условия российских регионов и может использоваться в суровых условиях

NIBE Industrier AB

Шведская фирма, присутствует на рынке с 1949 года и по праву является лидером в своей области. Производство ведется по самым передовым разработкам, используются лучшие материалы и комплектующие

Viessmann Group

Одна из старейших европейских компаний - основание фирмы датируется 1928 годом. Немецкие специалисты наработали огромный опыт и добились высочайшего качества своей продукции

OCHSNER

Австрийская компания, приступившая к серийному изготовлению тепловых насосов одной из первых и получившая признание пользователей благодаря качеству, надежности и долговечности оборудования

Heliotherm

Еще одна австрийская компания, производящая тепловые насосы и другое оборудование. Реализация продукции производится в Европе, отмечается высокое качество, надежность и широкие функциональные возможности отопительных систем

Кроме европейских, распространены комплексы из Китая и других стран Юго-Восточной Азии. Они дешевле, обладают достаточно высокими показателями, но по общему уровню несколько отстают от европейских образцов. Единственным преимуществом у них является цена , хотя расходы на подобное оборудование в любом случае весьма высоки. Если учесть, что установкой теплового насоса дело не ограничивается, надо подгонять под возможности комплекса всю систему отопления, то расходы становятся соотносимыми со стоимостью постройки дома.

В условиях России оптимальным выбором является приобретение бивалентных систем, позволяющих при возникновении сложных условий переключаться на другие источники тепла.

Важно! Большинство специалистов сходятся во мнении, что для большинства регионов России использование тепловых насосов типа «воздух-вода» нецелесообразно из-за чрезмерно сложных зимних условий. Мощность системы резко падает при понижении температуры. Кроме того, наружные воздушные блоки в холода работать не смогут.

Стоимость установки

Установка и пусконаладочные работы производятся по разным расценкам, зависящим от состава работ, используемого оборудования и техники, объемов и прочих факторов. Не менее важным обстоятельством считается общая экономическая обстановка в регионе, состояние покупательной способности населения.

В любом случае, расходы на монтаж и запуск системы потребуют примерно 20% от общей стоимости оборудования , что существенно отразится на кошельке пользователя.

Дороговизна монтажных работ нередко становится причиной самостоятельной установки и запуска системы, что делает возможным мелкий ремонт и обслуживание без привлечения специалистов. Однако, надо иметь в виду, что многие фирмы отказывают в гарантийном или сервисном обслуживании, если установка производилась посторонними людьми.

Воздушный тепловой насос своими руками

Дороговизна оборудования, монтажных работ и обслуживания, вынуждает многих владельцев домов заняться самостоятельным изготовлением тепловых насосов воздух-вода. Это занятие достаточно трудоемкое и требует наличия навыков, но результат позволяет сэкономить весьма большие деньги и получить ценный опыт создания отопительных систем. Рассмотрим основные этапы создания теплового насоса:

Сборка агрегата по схеме

Прежде всего, необходимо запастись основными узлами системы:

  • компрессор от холодильника или сплит-системы
  • медные трубки диаметром около 1 см, переходники и фитинги к ним
  • емкости для создания теплообменников (испарителя и конденсатора)
  • дроссельный клапан
  • фреон
  • крепежные элементы, соединительные детали и т.д

Потребуется горелка для пайки медных трубок, набор соответствующих инструментов, материалов. Для изготовления теплового насоса понадобится схема или рабочий чертеж, позволяющий более детально продумать ход работ и собрать все необходимые узлы и детали. Большинство из них придется покупать, но эти расходы не сравнить с затратами на приобретение готового комплекта.

Сборка наружного блока

Наружный блок обеспечивает забор воздуха и подачу его в испаритель . Для выполнения этих операций понадобится корпус и вентилятор, соединенный с воздуховодом, транспортирующим воздушный поток в испаритель теплового насоса. Некоторые мастера устанавливают испаритель в наружный блок, тем самым сокращая путь транспортировки. Это удобно и повышает компактность комплекса, но такой вариант возможен не всегда. Дело в том, что в испарителе фреон имеет очень низкую температуру, в зимнее время энергии наружного воздуха не хватит, чтобы дать достаточный тепловой импульс хладагенту.

Блок с теплообменником-испарителем

Блок испарителя представляет собой металлическую емкость объемом 80 л, медная трубка диаметром 10 мм с толщиной стенок 1 мм или больше. Из трубки делается змеевик - обматывается отрезок трубы или иного предмета цилиндрической формы с таким расчетом, чтобы готовая спираль из трубки свободно входила в бак. Длину трубки придется вычислять, для установки мощностью 5 кВт потребуется 10 м .

Змеевик снабжают двумя отводами для соединения с остальным контуром системы. Отводы пропускают сквозь штуцеры в стенке емкости и герметизируют проходы для обеспечения неподвижности змеевика. Рекомендуется установить дополнительные крепления внутри бака, чтобы прочно зафиксировать змеевик, исключить возможность вибрации или перемещения.

Внутри емкости будет очень низкая температура. Для того, чтобы исключить возможность обмерзания трубки образующимся конденсатом, специалисты советуют установить осушитель или реле оттаивания .

Правила установки компрессора

Для компрессора рекомендуется изготовить отдельный шумоизолированный корпус. Это поможет обеспечить практически полную бесшумность работы комплекса. Вход компрессора присоединяется к выходному патрубку испарителя, а выход - ко входу конденсатора (второго теплообменника). Могут быть использованы следующие виды компрессоров:

  • роторные. Недорогие, но шумные устройства с низким ресурсом
  • спиральные. Бесшумные, долговечные и эффективные образцы, но имеют высокую цену
  • поршневые. Имеют длительный ресурс, высокую мощность, используются преимущественно в промышленном холодильном оборудовании. Цена таких устройств самая высокая

Конструирование накопительной емкости (конденсатора)

Конструкция конденсатора похожа на испаритель, но требует герметизации , так как внутри будет находиться не воздух, а теплоноситель системы отопления. Понадобится бак емкостью 100 л (подойдет готовый из-под бойлера или любой другой, имеющий тот же объем). В верхней и нижней частях бака необходимо установить штуцеры для поступления теплоносителя (воды), там же понадобятся отверстия для прохода медной трубки.

Изготавливается змеевик, диаметр спирали должен быть немного меньше внутреннего диаметра бака. Для изготовления змеевика понадобится 12 метров трубки диаметром не менее 26 мм . Концы выводятся в отверстия корпуса, после чего выходы тщательно запаиваются и герметизируются.

Для установки змеевика бак придется разрезать вдоль, после закрепления половинки свариваются или соединяются другим способом, обеспечивающим полную герметичность. В результате получается емкость, сквозь которую проходит медный змеевик, чей внутренний объем не соединяется с объемом бака. Внутрь емкости ведут два штуцера - входной и выходной, по которым будет циркулировать теплоноситель.

Соединение внешнего блока с испарителем

Для соединения испарителя с внешним блоком рекомендуется использовать трубы из полиэтилена низкого давления диаметром 32 мм . Одна используется для подачи воздуха, другая - для вывода. Трубы рекомендуется утеплить, закопать в траншею или защитить любым другим способом. Оставлять их на открытом воздухе или поверхности земли можно, если наружный блок находится рядом с домом.

Соединение испарителя, компрессора и бака

Соединение медных трубок производится при помощи пайки . Здесь нужен опыт, если его нет, то надо пригласить специалиста-холодильщика, занимающегося промышленными установками. Люди, занимающиеся монтажом водопроводных систем и сантехники, хоть и производят пайку меди, здесь не компетентны, так как понадобится установка различной запорной арматуры, вентилей, переходников и прочих элементов.

Для этого нужен соответствующий инструмент, знание правил и тонкостей монтажа холодильного оборудования. Кроме того, понадобится заправить систему фреоном, что также потребует установки соответствующих элементов и наличия опытного специалиста.

Внедрение систем управления установкой

Для контроля и управления режимом работы теплового насоса могут быть использованы различные элементы:

  • плата с электроникой и дисплей от кондиционера, позволяющие регулировать давление и температуру хладагента
  • датчик вращения вентилятора, изменяющий скорость воздушного потока и регулирующий теплообмен в испарителе
  • таймер, датчики температуры, пускатели и прочие элементы управления

Использование этих устройств позволит оптимальным образом настроить работу теплового насоса и по мере необходимости регулировать ее.

Особенности обслуживания

Обслуживание комплекса заключается в периодической очистке элементов системы , добавлении масла в компрессор и вентилятор , смазке и прочем уходе за механическими деталями. Также понадобится иногда отогревать обледеневшие узлы системы (особенно в зимнее время). Необходим регулярный осмотр целостности трубопроводов, герметичности соединений, состояния запорной арматуры и т. д. Проверять электрическую часть системы - питающий кабель, целостность изоляции, качество соединения проводов. Выполнение этих действий позволит вовремя обнаруживать изъяны и принимать меры для их устранения.