Монтаж системы отопления дома тепловым насосом воздух воздух

Кратко о системе отопления дома и вентиляции. Накануне перед большим морозом в январе было, наконец, запущено отопление дома тепловым насосом. На мой взгляд, это лучшая система отопления для каркасного дома. Первоначально возникли незначительные проблемы, например, через полчаса или час тепловой насос стал выключаться. Чтобы установить данную проблему, пришлось учесть тот факт, что никакая часть теплового насоса не содержит каких-либо температурных датчиков, соответственно насосом не регулируется температурный режим в помещениях.

Показания теплообменника

Поскольку до сегодняшнего дня никто не чистил фильтры, они полностью забились и им автоматически стало не хватать давления. Подумав немного, специалисты пришли к выводу, что, если прочистить фильтры насоса согласно рекомендациям, насос должен запуститься. И это действительно помогло. Теперь насос правильно балансирует систему обогрева и вентиляции. На наладку насоса ушло несколько часов.

Альтернативная система отопления дома тепловым насосом

Наверно мало кто возразит что система отопления дома является одной из основных в жилом здании и ведь именно благодаря ей, дом и становится комфортным жильем, а не сезонной дачей. Следуя требованиям экономности и не желая делать свой вклад в загрязнение окружающей среды мы решили отказаться от использования отопительных агрегатов на углеводородном сырье, как основных. Вместо этого было решено установить тепловой насос – систему отопления сегодня особенно популярную в странах Европы. Моей целью было построить максимально энергопассивный дом, а отличное утепление каркасного дома в связке с тепловым насосом позволяют значительно экономить энергию.

Термостат тепловых насосов

Принцип отопления частного дома тепловым насосом

Все новое – это хорошо забытое старое и по сути, система отопления частного дома по такой схеме не является чем-то новым. Принцип действия основан на цикле Карно, описанном этим ученым еще в 19-м веке. Согласно ему, механическую энергию движения теплоносителя можно преобразовать в тепловую если резко увеличить давление, пустив теплоноситель через сужающее устройство. Сегодня такой принцип используется во всех холодильных установках. В качестве теплоносителя используется хладон или фреон, перекачиваемый по системе трубопроводов под давлением, в результате чего выделяется холод и отбирается тепло от хранящихся продуктов. Любой из нас знает, насколько сильно может нагреваться радиатор на задней стенке холодильного агрегата, так вот именно эту энергию и можно использовать в качестве отопления. Для максимальной эффективности нужно было отсечь все пути утечки тепла, именно по этому, я сделал столь толстый слой утеплителя под стяжку пола.

Закрепление теплообменника

Грубо говоря, тепловой насос для отопления дома, это тот же холодильник, но повернутый к потребителю именно радиатором и преобразующий небольшую по значению тепловую энергию окружающей среды в высокопотенциальное тепло для отопления жилого дома. Современные схемы систем отопления домов позволяют максимально эффективно использовать этот принцип, нисколько не уступая по производительности углеводородному топливу.

Основные элементы системы отопления дома тепловым насосом

Работающая по принципу теплового насоса система отопления частного дома, своими руками может быть выполнена не хуже, чем заводской вариант, если конечно вы обладаете навыками в монтаже и понимаете суть процесса. Если же такие задатки отсутствуют, то лучше отдать предпочтение готовым изделиям, тем более что это весьма перспективное направление в области автономных систем теплоснабжения. Сегодня тепловой насос можно приобрести уже в готовом и компактном виде, агрегат внешне напоминает сплит-систему для кондиционирования воздуха, и при этом может использовать в качестве первичного тепла воздушную или водную среды.

Установка теплообменника

Расскажу об основных компонентах системы, чтобы было понятно, как собрать ее самостоятельно. Составляющие те же, что и в холодильнике – компрессор, испаритель и конденсатор, а также сеть трубопроводов и перекачиваемый в них под давлением теплоноситель. Внутренние диаметры трубопроводов с низкопотенциальным теплом, отбираемым извне, больше чем трубопроводов с высокопотенциальным – отдаваемым потребителю, что создает необходимый перепад давлений. Тепловые насосы для отопления в качестве теплоносителя могут использовать фреон или диоксид углерода СО2. Первый стоит дороже, но и не опасен для здоровья в случае прорыва трубопровода, хотя и убытки в таком случае будут больше. Конечная температура получаемая с помощью фреона может достигать 65 градусов. Диоксид углерода более доступен по стоимости и позволяет получить приходящую температуру до 95 градусов.

Электрический счетчик 2014-01-16

Испаритель системы находится снаружи и забирает низкопотенциальное тепло из окружающей среды. В качестве источника в своем доме может служить колодец, незамерзающий водоем или даже воздух. В городских условиях, тепловой насос для отопления дома может использовать тепло канализационных стоков. Испаритель можно сделать из старых радиаторов, системы трубопроводов погруженных в воду или в виде любой кустарной конструкции, способствующей теплообмену и преобразованию приходящего теплоносителя из жидкого состояния в газообразное. Особенность состоит в том, что отрезок трубопровода между испарителем и конденсатором должен быть как можно короче, для исключения больших теплопотерь. На границе перехода диаметров с меньшего на больший устанавливается дроссельный клапан, благодаря которому поступающий теплоноситель расширяется.

На выходе из испарителя устанавливаем компрессор, нагнетающий давление, а за ним снова выполняется перепад с большего диаметра на меньший. Теплоноситель пройдя через испаритель отбирает низкопотенциальное тепло у внешнего источника и после резкого увеличения давления в компрессоре, на перепаде диаметров переходит в жидкое состояние с последующим повышением температуры до расчетной. Далее теплоноситель переходит в конденсатор, по сути, являющий собой обычный водяной бойлер, где происходит теплообмен между первичным теплоносителем и водой циркулирующей в отопительной системе здания, прокачиваемой циркуляционным насосом. Отдав тепло, первичный теплоноситель выходит из конденсатора, после чего дросселируется через клапан и цикл повторяется.

Особенности эксплуатации и монтажа системы отопления дома на базе теплового насоса

В принципе все компоненты этой системы доступны в продаже, однако самостоятельный монтаж системы отопления дома следует производить с учетом некоторых особенностей эксплуатации. Самый доступный вариант в плане источника низкопотенциального тепла, это воздух, но наиболее высокая эффективность работы гарантируется при температурах от нуля до десяти тепла. В этом промежутке возможна наименьшая затрата электроэнергии на перекачку теплоносителя. Следует помнить о закономерности, чем ниже наружная температура, тем большая потребуется мощность привода компрессора для получения расчетной приходящей температуры.

Показания электрического счетчика 2014-01-16, день

Наиболее удобным источником тепла является вода, но в таком случае придется обустраивать испаритель погруженный в колодец или водоем, а значит прокладывать трубопроводы. Кроме того, такая конструкция получается достаточно громоздкой, хотя для частного дома это вполне допустимо, еще один нюанс, это недоступный постоянному визуальному контролю испаритель находящийся в воде. Последний фактор несет в себе и потенциальную возможность коррозии, то есть, либо необходим испаритель из цветного металла, либо имеющий хорошее антикоррозионное покрытие, ведь появляющаяся ржавчина вряд ли придаст положительных вкусовых качеств воде.

Показания электрического счетчика 2014-01-16, ночь

Еще одно обязательное условие – это обязательное утепление всех наружных стен здания и установка энергосберегающих оконных блоков, что позволит максимально эффективно использовать тепловые насосы для отопления дома, принцип действия в противном случае будет аналогичен работающему кондиционеру при открытых окнах. Если источника воды рядом нет, а использовать воздух для теплоотбора вы тоже не хотите, тогда остается еще один вариант – это поместить испаритель в землю. Кстати это вполне подходящее решение в особенности, если размер участка не так уж велик, но следует помнить, что коррозия в земле происходит намного быстрее. Узнаем на какую глубину промерзает грунт в нашем регионе и монтируем испаритель минимум на полметра ниже этой границы.

Организация отопления дома тепловым насосом заводского изготовления

Модели тепловых насосов выполненные собственноручно, при всех своих достоинствах могут использоваться только для подогрева воды в одноэтажных зданиях, система отопления двухэтажного дома потребует уже более серьезного подхода. В обязательном порядке необходимо иметь резервный источник тепла, это может быть тот же камин или твердотопливный котел, подключаемый к общей системе теплоснабжения и в случае прекращения подачи электроэнергии вводимый в работу. Альтернативный вариант – установка бензинового или дизельного генератора, могущего питать привод компрессора на время отсутствия напряжения в линии, в общем, каждый вариант просчитываем индивидуально, выбирая то, что наиболее выгодно. Ведь если дом находится в пригородной зоне, то проблем с энергоснабжением здесь практически не бывает, в отличие от отдаленных районов.

Электрический счетчик 2014-02-14

Фабричные модели тепловых насосов – это прежде всего компактность, то есть, мы размещаем агрегат в непосредственной близости от дома. Все оборудование выполнено в одном корпусе, поэтому расстояние между контурами испарения и конденсации минимальны, кроме того, производитель старается максимально уменьшить звуковое загрязнение из-за работающего компрессора, применяя новейшие материалы и комплектующие. По виду вторичного теплоносителя, который непосредственно обогревает внутренние помещения они могут быть воздушными или водяными. Первые используются аналогично кондиционерам, подбираясь для каждого помещения в зависимости от его объема, вторые же, применяются для подогрева воды в отопительной системе и для горячего водоснабжения.

В отличие от кондиционера, который тоже может работать на обогрев, но использует для этого энергию нагретой электроспирали, тепловой насос значительно экономичнее, так как здесь применяется вышеописанный цикл преобразования теплоты. Потребитель может подобрать в своей климатической зоне и соответствующий тепловой насос для отопления дома, цены при этом достаточно разнятся в зависимости от характеристик. Современные модели способны работать даже при температурах ниже двадцати градусов, а в качестве первичного источника тепла используют только воздух, что не привязывает потребителя к необходимости погружать испаритель в почву или водоем. При необходимости даже можно приобрести универсальные модели сочетающие в себе кондиционер и тепловой насос одновременно.

Отопление дома тепловым насосом воздух-вода

Эти типы агрегатов применяются для интеграции с системой водяного отопления и для отбора теплоты извне используют воздух. Принцип устройства аналогичен описанному выше, при этом абсолютно отсутствует загрязнение окружающей среды, не требуется место под склад твердого топлива или установка счетчика газа. Нередко такую систему отопления комплектуют солнечным коллектором для подогрева воды, что позволяет увеличить производительность в особенности в зимнее время года.

Электрический счетчик 2014-02-14, ночь

Купить тепловой насос для отопления такого типа можно как для использования в качестве основного агрегата, так и для низкотемпературных тепловых сетей. В таких случаях, тепловой насос подключается к системе подогрева пола, которая может использоваться и как основной тип обогрева. Эффект когда температура вверху выше, полностью исчезает и весь воздух в помещении прогревается равномерно. Уменьшать температуру нагрева потребитель может как регулируя подачу в самой системе отопления, так и уменьшая обороты привода компрессора, тем самым снижая и потребление электрической энергии.

Схема отопления дома тепловым насосом воздух-воздух

Если мы решили отказаться от системы водяного обогрева и тем самым избавить себя от такого неприятного явления как воздушные пробки или необходимость чистки теплообменника от накипи, то целесообразно установить отопление тепловым насосом воздух-воздух. Принцип действия заключается в том, что вторичное тепло потребитель получает в виде потока теплого воздуха. Прибор имеет достаточно большую мощность, поэтому может использоваться в больших помещениях. Конечно желательно позаботиться дополнительно о подогреве полов, так как выходящее тепло всегда устремляется вверх. Такие модели насосов в большинстве случаев выполняются универсальными работая на нагрев и охлаждение, поэтому если дом строится с нуля, или кондиционеры еще не были установлены, то лучше приобрести сразу тепловой насос такого типа.

Электрический счетчик 2014-02-14, день

Наружный воздух закачивается в блок где установлен компрессор подвешиваемый снаружи. В помещении же устанавливается элегантный внутренний блок полностью сочетающийся с интерьером. Потребитель получает быстрый нагрев или охлаждение путем нажатия одной кнопки. Как и в предыдущих случаях, когда выбирались тепловые насосы для отопления, цены сопоставляем с затратами на монтаж и расход электроэнергии, чтобы решить какой же вариант теплоснабжения будет не только выгодным, но и удобным в эксплуатации.

Я установил внутренний блок над полками, изготовление которых я описывал ранее.

Чтобы оснастить насос соответствующими температурными датчики, необходимо было заказать насос качественной дорогостоящей конфигурации, то есть стоимостью не менее 2000 USD. Вероятно, пришлось бы заменить циркуляционный насос скважины на более мощный. По-видимому, именно в нем и была вся причина отключения. Теперь специальным устройством измеряется поток воздуха, а регулируемой решеткой потоков регулируются расчетные проектные значения. Насос способен не только подавать воздух в систему, но и нагревать его и регулировать процесс вытяжной вентиляции.

Теперь немного цифр (все они приводятся с учетом данных функционирования устройства и балансировки воздушного потока): с 16-01-2014 по 14-02-2014 в дневное время потребление электричества, согласно показаний счетчика, составило 255 кВт, в ночное – 212 кВт. В общей сложности потребление электричества составило 467 кВт (при этом отапливаемая площадь дома равна 220 м²). Что касается температуры воздуха, то на первом этаже отметка термометра достигла 18°, на втором - 20°. Разницу между температурными режимами первого и второго этажей, как видим, незначительная.

Единственная проблема, которая все же доставляет неудобства, - подача тепловым насосом большого количества воздуха, что без наличия проекта является недопустимым фактором со стороны контролирующих служб. Другие недостатки отсутствуют. В комнатах тепло, нигде ничего не продувает.

 

Паралельно мы продолжаем заниматься внутренней отделкой, осталось уже не много, сейчас отделываем камин.

 

По материалам сайта pasyvus-karkasinis.com.