Принцип работы теплового насоса. Тепловые насосы для отопления частного дома


Содержание

  1. Что такое тепловой насос
  2. Функции тепловых насосов
  3. Принцип работы тепловых насосов
  4. Тепловые насосы для частного дома
  5. Применение тепловых насосов на предприятиях
  6. Особенности эксплуатации тепловых насосов
  7. Рекомендуемые схемы подключения
  8. Наш опыт ремонтов тепловых насосов

Что такое тепловой насос?

Тепловые насосы – это устройства, предназначенные для поддержания комфортной температуры в помещениях. Находясь в каком-то смысле в модном тренде, тепловые насосы не содержат в себе «космических технологий», но, поскольку в  Украине они применяются сравнительно недавно, у потребителей не хватает информации для осознанного выбора – какой тепловой насос выбрать и выбирать ли вообще.

Можно сразу сказать, что тепловой насос, в зависимости от типа, может рассматриваться как альтернатива:

  • газовому, электрическому или твердотопливному котлу
  • электрическому конвектору, камину

Функции тепловых насосов

Исходя из названия «тепловой насос», можем догадаться, что основное назначение данного оборудования – это производство тепловой энергии. В зависимости от конструкции и типа, тепловые насосы имеют такие основные функции:

  • Отопление
  • Кондиционирование
  • Нагрев бойлера ГВС

И дополнительные опции:

  • Самодиагностика, сигнализация о неисправностях
  • Удаленное управление

Принцип работы теплового насоса

Принцип работы теплового насоса прост, как бытовой холодильник, и детально описан в Википедии. Вкратце: любой тепловой насос состоит из компрессора, дросселя и двух теплообменников – конденсатора (горячего теплообменника) и испарителя (холодного теплообменника). Вся разница типов тепловых насосов проявляется именно в конструкциях теплообменников.

Принцип работы теплового насоса

Конденсатор, горячий теплообменник, выделяет в помещение тепло. Передавать тепло конденсатор может воде, если тепловой насос предназначен для нагрева водяной системы отопления, либо же сразу греть воздух помещения.

Испаритель, холодный теплообменник, служит для отбора теплоты от окружающей среды. Конструктивно испаритель может иметь такие конструкции: воздушный, водяной и DX-тип (фреоновый).

Первое слово в названии теплового насоса говорит о конструкции испарителя, а второе – о конструкции конденсатора. Например, тепловой насос «воздух-вода» означает, что на стороне улицы установлен воздухоохлаждаемый испаритель, а в помещении – конденсатор, нагревающий воду.

Принцип работы теплового насоса

Таким образом, в самом названии типа тепловых насосов содержится описание его конструктивного исполнения. Поэтому главное отличие всех тепловых насосов, которое определяет, что он греет и откуда берет низкопотенциальную теплоту окружающей среды становится понятно уже из названия оборудования.

Тепловой насос для отопления частного дома

Тепловые насосы постепенно завоевывают свою нишу отопительного оборудования в Украине. Этому способствует рост тарифов, развитие технологий и повышение требований потребителей к качеству микроклимата в помещениях. Ведь одно из самых эффективных решений для комфорта – наличие в помещениях теплого пола - является также одним из распространенных вариантов системы отопления с тепловыми насосами.

Различные типы тепловых насосов имеют свои особенности: конструкцию, преимущества и недостатки, стоимость. Ниже на рисунке вы можете сравнить эти характеристики.

 Тепловой насос для отопления частного дома

Некоторые продавцы тепловых насосов используют не совсем правильный маркетинг, предлагая тепловой насос как решение всех потребностей в отоплении, кондиционировании и горячем водоснабжении здания. Хоть тепловые  насосы и имеют данные функции, в некоторых случаях стоит учесть все нюансы.

В других странах совершенно иные тарифы на энергоресурсы, которые способствуют использованию тепловых насосов. Также, Украина не является производителем тепловых насосов, и когда мы хотим купить тепловой насос, в его цену включают и доставку, и таможню, и НДС 20%. Данные факторы сдерживают широкое применение тепловых насосов в Украине.

Любой тепловой насос изначально дороже любой другой системы отопления, поэтому осознанный выбор теплового насоса потребитель делает для снижения эксплуатационных расходов на отопление дома. 

Примеры ситуаций, когда тепловой насос противопоказан:

  1. У вас дачный участок и дом подключен к единому счетчику дачного кооператива. В таком случае вы покупаете дорогую электроэнергию, что негативно влияет на срок окупаемости. Также на дачных участках нередки проблемы с надежностью электроснабжения, что влияет на надежность и долговечность вашей системы отопления с тепловым насосом.
  2. У вас дом, где вы живете редко. Редкое использование теплового насоса также негативно влияет на срок окупаемости.
  3. Ваш дом большой площади, при этом отсутствует резерв (или высока цена) подведенной электрической мощности.

Примеры ситуаций, когда использование тепловых насосов является целесообразным:

  1. Вы строите новый дом, ваш выбор стоит между тепловым насосом и газовым котлом. В данном случае решающим фактором в пользу теплового насоса может стать высокая стоимость подведения газопровода или физическая невозможность ее подведения.
  2. Вы проводите ремонт в доме и решили заложить теплые полы по всей площади дома, а также планируете установить кондиционеры. Установив тепловой насос с функцией кондиционирования, отдельно кондиционеры устанавливать уже не нужно.
  3. Вы проводите утепление дома, планируете получить компенсацию по программе IQ Energy в размере 35%, а также есть возможность подключить тариф «электроотопление». Такая связка показывает хороший срок окупаемости теплового насоса.
  4. В вашем многоквартирном жилом доме для каждой квартиры запроектирована автономная система отопления с электрокотлом. Можно установить вместо электрокотла тепловой насос «воздух-вода», получить грант IQ Energy, и покупать электроэнергию по тарифу «электроотопление». Такие решения сейчас весьма распространены в Украине.

Для жилых домов эти принципы применимы для любых тепловых насосов – воздух-вода, вода-вода, с грунтовыми коллекторами, и с коллектором в водоеме.

Бесплатная консультация

Если у вас остались вопросы о продукции или вы желаете рассчитать стоимость работ - закажите бесплатную консультацию и наши специалисты свяжутся с вами.

Применение тепловых насосов на предприятиях

Применение тепловых насосов на предприятиях имеет свои особенности.

  1. Главным отличием является более высокая стоимость электроэнергии для предприятий. Если для жилых домов 1кВт-ч на февраль 2019г стоит 0,90грн (по тарифу «электроотопление») или 1,68грн по стандартному тарифу, то для предприятий 1кВт-ч стоит почти в 2 раза выше – около 3грн. В результате, стоимость  тепловой энергии, выработанной тепловым насосом по данному тарифу, составляет 1100грн за 1Гкал.
  2. В промышленных помещениях редко применяются низкотемпературные системы отопления, такие как теплые полы.
  3. Для промышленных предприятий недоступны такие инструменты финансирования как IQ Energy, «Тепла оселя», «Кредити на утеплення».

Стоит отметить одну популярную систему для промышленных предприятий, где тепловые насосы применяются вполне успешно: это торговые и офисные центры, где обязательным требованием является кондиционирование. В таком случае устанавливают центральную систему кондиционирования  – VRV или чиллер-фанкойл, и такая система становится универсальной – в летнее время работает как кондиционирование, а в зимнее – как отопление. Гибкость мультизональной системы позволяет адаптировать ее под различную конфигурацию помещений при смене арендаторов, а современные системы диспетчеризации проведут коммерческий учет стоимости ресурсов, затраченных на отопление и кондиционирование.

Если у предприятия нет требования к кондиционированию помещений, то более разумный выбор – это пеллетная или твердотопливная котельная, где стоимость 1Гкал от 700 до 800грн.

Применение тепловых насосов на предприятиях очень разумно в рамках общего плана предприятия по экономному расходованию энергоресурсов, когда есть потребитель для утилизации холода или тепла от наружных контуров, или использование систем с пассивным охлаждением/нагревом.

Особенности эксплуатации тепловых насосов

Первое правило для беспроблемной эксплуатации теплового насоса – это грамотный проект. Правильно запроектированный тепловой насос прост и надежен в эксплуатации. Пользователь наслаждается комфортом в помещении, управляя системой на пульте теплового насоса. Система сама определяет как необходимость нагрева бака горячей воды, так и автоматически переключает режимы «отопление/кондиционирование». Все чаще производители тепловых насосов включают в стандартные опции продвинутые системы управления с возможностью менять параметры работы теплового насоса через интернет.

Вторым правилом является внимательное отношение к сервисному обслуживанию. Все рекомендации производителя нужно выполнять, обязательно привлекая для этой работы квалифицированного специалиста. Для всех тепловых насосов минимальный набор работ включает в себя:

  • Проверка температуры кристаллизации незамерзающей жидкости
  • Очистка фильтров воды на трубах и фильтров воздуха на фанкойлах
  • Тестирование насосов и регулирующих кранов
  • Проверка температуры испарения и конденсации, в случае сомнений – проверка рабочего давления фреона
  • Тестирование автоматики
  • Для типа «воздух-вода» критично важно промывать теплообменник наружного блока

Игнорировать данные работы нельзя. Тепловой насос должен видеть специалиста не реже 1 раза в год.

Схема подключения тепловых насосов

Поскольку от правильного проекта зависит очень многое, обозначим узкие места, которых нужно избегать.

  1. В проекте должна быть правильно рассчитана гидравлическая система, которая обеспечит достаточную циркуляцию теплоносителя через теплообменник теплового насоса.
  2. Проект должен предусмотреть различные режимы работы теплового насоса (отопление/кондиционирование/горячее водоснабжение) и согласовать работу циркуляционных насосов и клапанов с системой автоматики.
  3. Разумно подобрать тепловой насос несколько меньшей мощности, чем требует расчет, а дефицит покрыть дополнительным недорогим электрокотлом. Часто производители тепловых насосов «воздух-вода» делают резервный электрический ТЭН базовой комплектации оборудования.

Тепловой насос для отопления частного дома

Ниже приводим достаточно удачную схему обвязки теплового насоса «воздух-вода» в паре с электрокотлом. Данная схема работает как на теплые полы, так и на радиаторы и фанкойлы.

Тепловой насос для отопления частного дома

Опыт ремонта тепловых насосов

В офисы компании «Карно» в Киеве и Николаеве часто обращаются клиенты, испытывающие сложности с установленными ранее тепловыми насосами. Не стоит доводить ситуацию до поломки, и вот почему. Для определения неисправности теплового насоса нужен предельно квалифицированный персонал, который совмещает в себе функции таких специалистов:

  • инженер-теплотехник – проверяет подбор мощности теплового насоса, подбор циркуляционных насосов  и циркуляцию теплоносителя по системе отопления
  • специалист КИПиА – тестирует автоматику, датчики, контроллеры, сервоприводы теплового насоса
  • сантехник ремонтирует трубные соединения
  • инженер хладотехники проверяет корректную работу фреонового контура теплового насоса

Конечно же, опыт помогает нашим сотрудникам знать разные специализации, но досконально разбираться во всех тонкостях отдельного направления может только узкоспециализированный мастер. Поэтому перед выездом на ремонт теплового насоса мы задаем клиентам большое количество вопросов, выясняем какой из наших специалистов обладает соответствующим набором знаний, и отправляем именно его на выезд.

В связи с описанными выше причинами, к сожалению, ремонт теплового насоса не может стоить дешево.

Самая тяжелая ситуация – это сложные, изначально плохо спроектированные системы, в которых отсутствует проектная документация. При этом, подрядчик борется с незнакомой ему техникой, а монтажные работы выполняет по стандартам качества прошлого века. Тут перспективы не радужные.

Другая ситуация – тепловой насос «вода-вода» и непонятный наружный контур. Заказчик говорит, что у него на участке зарыт аккумулятор тепла и есть скважины, но инструментальные замеры говорят нам – что бы там ни было, там зарыт разве что памятник заработанным деньгам, т.к. система не обеспечивает сброс холода на испарителе. Проектной документации также нет.

Третья ситуация – тепловой насос из категории «дремучий Китай» с переводом документации в стиле Алиэкспресса. Нельзя сказать, что все из них плохие, но нам, зачастую, не удавалось видеть удачные решения.

Самая простая ситуация – тепловой насос надежного производителя, грамотно запроектирован и установлен, работает давно, ему проводится регламентное техническое обслуживание, и сломался какой-то отдельный элемент. Тогда, можно считать, благодаря разумному подходу клиента к вопросу установки и эксплуатации теплового насоса, осталось просто заменить неисправную деталь.

Бесплатная консультация

Если у вас остались вопросы о продукции или вы желаете рассчитать стоимость работ - закажите бесплатную консультацию и наши специалисты свяжутся с вами.

  • Добавил :
  • 2019-02-14
  • Категория: Котлы
  • Комментарии: 0
Комментарии: 0

Нет комментариев

Оставить комментарий

Ваш e-mail адрес не будет опубликован. Обязательные поля отмечены*