Зачем нужен?
В частных домах, не имеющих подключения к централизованным сетям ГВС и ЦО, используются автономные системы обогрева и подачи горячего водоснабжения.
Для организации правильного режима подачи ГВС или отопления нагретая H2O запускается по кругу. Для этого используется специальный насос для горячей воды, предназначенный для перекачки жидкости в определенных условиях.
Его называют циркуляционным (или рециркуляционным), так как он нужен именно для безостановочного движения воды (или теплоносителя).
Стандартные схемы подачи ГВС имеют тупиковое строение. Отвод от стояка проходит до последнего прибора потребления, где и заканчивается. Если воду долго не включали, она в трубах остывает.
Работа отопительных систем также построена на циркуляции нагретого теплоносителя (воды). Есть системы, функционирование которых происходит за счет естественной циркуляции. Однако, они малоэффективны из-за низкой скорости движения.
Установка циркуляционного насоса позволяет увеличить скорость, что значительно улучшает режим обогрева и дает немалую экономию. При прохождении теплоносителя по системе с высокой скоростью, он меньше остывает. Это позволяет снизить расход топлива и уменьшить нагрузку на отопительный котел.
Оптимальное количество сопел
Перед тем как подбирать противоток для бассейна, стоит продумать еще один момент — количество струй. Производители предлагают модели с одним или двумя соплами. Различаются они значительно.
Противоток с одним соплом создает единичный поток воды, достаточно мощный, но имеющий относительно небольшую ширину. Он больше подходит для гидромассажа и игр, а вот плавать в нем не всегда удобно. Противоток, создающий две струи, позволяет получить широкий поток движущейся воды, достаточный для комфортного плавания. Устройства с двумя соплами более мощные, оснащены удобными опциями регулировки.
Тепловой насос «воздух-вода» для дома
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 геотермальных комплексов, 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 электронагреватели).
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.
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.
Тепловой насос для отопления, стоимость и расходы на эксплуатацию
Мощность теплового насоса подбирается в зависимости от тех функций, которые на него будут возложены. Если только отопление, то расчеты можно произвести в специальном калькуляторе, учитывающем тепловые потери здания.
Стоимость теплового насоса зависит не только от мощности, но и от надежности и запросов производителя. Например, агрегат мощностью 16 кВт российского производства обойдется в 7000 у.е., а иностранный насос RFM 17 мощностью 17 кВт стоит порядка 13200 у.е. со всем сопутствующим оборудованием, кроме коллектора.
Следующей строкой расходов будет обустройство коллектора. Она тоже зависит от мощности установки. Например, для дома 100 м2, в котором везде установлены теплые полы (100 м2) или радиаторы отопления 80 м2, а также для подогрева воды до +40 °С объемом 150 л/час потребуется выполнить бурение скважин под коллекторы. Такой вертикальный коллектор обойдется в 13000 у.е.
Коллектор на дне водоема обойдется чуть дешевле. При таких же условиях он будет стоить 11000 у.е. Но лучше стоимость монтажа геотермальной системы уточнять в специализирующихся компаниях, она может очень сильно отличаться. Например, обустройство горизонтального коллектора для насоса мощность 17 кВт обойдется всего в 2500 у.е. А для воздушного теплового насоса коллектор не нужен вовсе.
Тепловой насос для отопления, бивалентная система c солнечным коллектором
В ежемесячную стоимость отопления тепловым насосом входят только расходы на электроэнергию. Рассчитать их можно так – на насосе должна быть указана потребляемая мощность. Например, для вышеупомянутого насоса мощностью 17 кВт потребляемая мощность составляет 5,5 кВт/час. Всего отопительная система работает 225 дней в году, т.е. 5400 часов. С учетом того, что тепловой насос и компрессор в нем работают циклически, то расход электроэнергии необходимо уменьшить вдвое. За отопительный сезон будет потрачено 5400ч*5,5кВт/ч/2=14850 кВт. Умножаем количество затраченных кВт на стоимость энергоносителя в Вашем регионе.
Обратите внимание, что чем меньше потребляемая мощность теплового насоса, тем меньше ежемесячные расходы. Тепловые насосы выгодны при использовании в бивалентных системах. В дополнение к насосу можно установить солнечный коллектор, который сможет полностью обеспечивать насос электроэнергией летом, когда тот будет работать на охлаждение
Для зимней подстраховки можно добавить теплогенератор, который будет догревать воду для ГВС и высокотемпературных радиаторов
В дополнение к насосу можно установить солнечный коллектор, который сможет полностью обеспечивать насос электроэнергией летом, когда тот будет работать на охлаждение. Для зимней подстраховки можно добавить теплогенератор, который будет догревать воду для ГВС и высокотемпературных радиаторов
Тепловые насосы выгодны при использовании в бивалентных системах. В дополнение к насосу можно установить солнечный коллектор, который сможет полностью обеспечивать насос электроэнергией летом, когда тот будет работать на охлаждение. Для зимней подстраховки можно добавить теплогенератор, который будет догревать воду для ГВС и высокотемпературных радиаторов.
Частые вопросы потребителей
- Будут ли издавать шум трубы при работе насоса? Шуметь трубы могут, если насос выбран неправильно, или скопился воздух.
- Допускается ли применение помпы высокого давления в системе водоснабжения? Такой насос использовать нельзя. Насосы внешне похожи, но в системе подачи воды насосы применяются только для поддержания небольшого давления, если его не хватает.
- Из чего изготавливают насосы? Многие детали насосов производят из керамики, что обеспечивает малую шумность работы и повышает срок службы.
- Существуют ли насосы для горячей воды? Такие насосы имеются в продаже. Их применение повысит потребление воды, а также расход электрической энергии.
- Сколько электричества расходуют насосы? Многие циркуляционные помпы являются экономичными устройствами. Они расходуют энергию как простая лампочка. Производители помп приняли соглашение о присвоении насосам ярлыков, которые показывают их потребление электричества, как в бытовых приборах. Существует специальная классификация.
- Как часто циркуляционные насосы требуют замены? Если насос высокого качества, то он будет работать долгие годы. Но это зависит от изготовителя. Чтобы насос работал дольше, нужно следовать рекомендациям специалистов: правильно выбирать и устанавливать насос, не допускать попадания воздуха в систему, использовать чистую воду.
Как подобрать тепловой отопительный насос воздух-вода
Правильно выбрав тепловой насос для отопления дома воздух-вода, можно раз и навсегда решить вопрос обогрева жилых и промышленных помещений. Подбор подходящей тепловой станции выполняют следующим образом:
- Тип корпуса – производители предлагают две базовых конструкции. Низкотемпературный моноблочный тепловой насос типа воздух-вода примечателен тем, что в помещении не устанавливается никакого оборудования, все необходимые узлы расположены на улице (либо в отдельном изолированном помещении). В дом входит только подающий и обратный трубопровод отопления. Сплит – системы, больше предназначены для бытового использования. Внешний блок устанавливается на улице и подключается к емкости накопителю. Разогретый фреон разогревает конденсатор, который методом косвенного нагрева передает тепло жидкости, используемой в качестве теплоносителя.
- Функциональные возможности – некоторые модели предназначены для подключения только к системе водяного обогрева здания. Применение других теплонасосов воздух-вода, подходит для отопления и горячего водоснабжения.
- Зависимость производительности от температуры окружающей среды – бытовые модели обычно ограничены температурой от +45°С до -15°С, можно приобрести оборудование, способное вырабатывать тепловую энергию даже при -25-32°С. Эффективность системы отопления дома с ТН воздух – вода, напрямую зависит от этого параметра.
Дополнительно, к параметрам при выборе, обращают внимание на мощность оборудования, компанию производителя, выпускающую теплонасос и себестоимость установки, включая проведение монтажных работ
Как сделать расчет необходимой мощности ТН воздух-вода
Существует два понятия, предварительный (в первом приближении) и проектный расчёт мощности. Первый можно выполнить самостоятельно, второй делает специализированное учреждение. В первом приближении, на каждый квадратный метр рассчитывают 70 Вт мощности ТН. Дальнейшие расчеты выполняют следующим образом:
- Подсчитывают общую отапливаемую площадь.
- Умножают полученную сумму на 0,7.
- Полученный результат будет соответствовать минимально необходимой мощности оборудования.
Чтобы обеспечить максимальную экономичность отопления дома с помощью теплового насоса системы воздух-вода, потребуется грамотная проектная документация и квалифицированное выполнение монтажных работ.
Производители тепловых насосов отопления воздух-вода
Буквально 10 лет назад, на рынке предлагались всего несколько моделей тепловых насосов. Сегодня выбор стал намного больше. Ведущие немецкие производители, российские, японские и китайские компании, выпускают оборудование, с той или иной долей теплоэффективности.
Судя по отзывам покупателей, наиболее востребованными являются насосы следующих компаний:
- Viessmann – более 30 лет занимается выпуском тепловых насосов. С тех пор, продукция компании существенно изменилась. Были учтены пожелания потребителей, внедрены новые технологии. В ТН Viessmann используется инновационная автоматика, полностью регулирующая весь процесс работы, оптимизирующая процесс обогрева, в согласии с погодными условиями.
- Buderus – модели отличаются высокой производительностью. Предназначены для бытового и промышленного применения. Полностью соответствуют особенностям отечественной эксплуатации. В серии Buderus предлагаются насосы для обогрева площади до 500 м² и выше.
- Stiebel Eltron – еще одна немецкая компания, пользующаяся неизменным спросом у отечественного потребителя. В качестве достоинств можно выделить большой ассортимент предлагаемого оборудования, функциональность устройств и возможность подбора по индивидуальным запросам. Модели Stiebel Eltron имеют высокий уровень СОР и отличаются экономичностью.
- Heliotherm – австрийские теплонасосы, имеющие один из лучших показателей СОР среди всего термального оборудования. Имеют официальное представительство в РФ, что во многом облегчает монтаж, обслуживание систем и выполнение гарантийных обязательств. Теплонасосами Heliotherm оснащены более 15 000 различных объектов.
Стоимость установки ТН воздух-вода
Последние модели тепловых насосов обойдутся в 160-1200 тыс. руб. Цена варьируется, в зависимости от производителя. На стоимость сильно влияет «раскрученность» бренда. Китайские модели, имеют меньшую цену, но и уступают по надежности и показателям СОР.
Монтаж теплонасосов воздух-вода обычно входит в стоимость. Большинство производителей, дополнительно, бесплатно делают проект и предоставляют другие услуги по обслуживанию. Рассчитать полную стоимость, включая покупку ТН и его установку можно с помощью он-лайн калькуляторов.
Для чего нужен насос для бассейна
Современная водяная помпа является очень важным элементом структуры бассейна, и именно от этого оборудования зависит своевременная и качественная фильтрация воды, а также непрерывная циркуляция. Насос не только обеспечивает бесперебойную подачу воды, но и способствует равномерному распределению разнообразных химических препаратов для очистки.
Насос включает асинхронный электрический двигатель и специальную насосную часть, оснащенную специальным фильтром, обеспечивающим глубокую очистку. Насосный корпус может изготавливаться из специальных пластиков, что позволит применять оборудование при незначительных нагрузках. Если предполагаются высокие нагрузки, то лучше использовать оборудование с бронзовым корпусом. Насосные агрегаты для бассейна бывают однофазными и трехфазными. Качественное устройство оснащается фильтром, и грамотно выбрать наиболее подходящий для использования циркуляционный насос часто бывает не очень просто.
Как это работает
Энергия есть везде, даже в тех объектах, которые кажутся нам исключительно холодными. Просто эта энергия имеет низкий потенциал. Тепловые насосы позволяют извлечь ее из окружающей среды и преобразовать в энергию с высоким потенциалом. В таком состоянии тепловую энергию можно использовать для обогрева.
Тепловые насосы, впрочем, как и холодильников, работают по принципу Карно. Холодильник перемещает тепловую энергию из камеры в окружающее пространство, чтобы создать эффект охлаждения, то тепловой насос работает в обратном направлении.
Такая система состоит из двух основных частей — наружной и внутренней, между ними находятся компрессор и испаритель. Итак, теплоноситель циркулирует по системе труб, которые находятся снаружи. При этом он поглощает энергию, рассеянную в толще земли, в воде или в воздухе, зависит от типа насоса.
Затем теплоноситель проходит через камеру испарителя, заполненного хладагентом (обычно — фреоном). Хладагент закипает при очень низкой температуре. Нагреваясь при контакте с тепловой энергией низкого потенциала, он переходит в газообразное состояние и поступает в компрессор.
Здесь газ разогревается и перемещается в конденсатор. Затем хладагент остывает, снова возвращаясь в жидкое состояние, а тепло, которое он собрал, поступает во внутреннюю систему обогрева, т.е. на отопительную систему дома или, в данном случае, бассейна. Цикл повторяется много раз.
Разумеется, для работы такой системы, а именно компрессора, понадобится некоторое количество электроэнергии, без доступа к которой система не сможет работать. Но количество электричества, необходимое тепловому насосу, примерно в четыре раза меньше, чем затраты на прямой подогрев воды с помощью электрического нагревателя. При расходе менее 2,5 кВт мощности на работу электроэнергии тепловой насос может вырабатывать более 10 кВт тепловой энергии.
Особенности электрических водонагревателей
Такие нагреватели пользуются особым спросом из-за простоты использования и установки. Исходя из названия понятно, что они работают от электричества. Нагревающий элемент контактирует с водой, передавая ей свое тепло.
Каждый из них имеет насос с фильтром, поэтому вода не только нагревается, но еще и очищается. Работает электронагреватель только при проходящем потоке холодной воды, то есть, так же как и бойлеры, поэтому если воду отключают, то защитная функция, в качестве установленного реле, автоматически срабатывает
Это очень важно для безопасности системы
Нагреватели выпускаются двух видов – изготовленные из нержавеющей стали или из пластика (армированного полипропилена). Человек, который не разбирается в этой отрасли, выберет металлический прибор, так как металл обладает более прочными свойствами, он более стойкий к механическим повреждениям, чем пластик.
Но здесь нужно учитывать и другой аспект – контакт с водой, металлические изделия поддаются коррозии и разрушаются. Поэтому если бережно относиться к прибору, то лучше выбирать электрический водонагреватель для бассейна из армированного полипропилена.
Принцип действия – обобщенная схема
Чтобы понять принцип действия теплового насоса, ознакомимся вначале с обобщенной схемой его устройства. Благодаря этому, у нас появится возможность двигаться от простого к сложному.
Разбираемся с принципом действия теплового насоса
Начать следует с замкнутого контура. В этом контуре движется газ, который циркулирует благодаря компрессору. Согласитесь, сейчас у данной конструкции практически нет никаких функций, однако если оборудовать ее некоторыми компонентами, то можно получить функционирующий тепловой насос.
Замкнутый контур
В первую очередь, добавляем в нашу схему расширительный клапан.
Добавлен расширительный клапан
Сейчас в нашем контуре имеются две области — высокого и низкого давления. Вместе с тем, мы можем наблюдать немаловажный физический эффект: сжимающийся газ нагревается, а во время снижения давления, напротив, его температура снижается.
Контур состоит из двух областей
Максимальная в данном случае температура наблюдается в точке, где газ выходит из компрессора.
Температура газа на выходе из компрессора самая высокая
Наименьшая же температура наблюдается на выходе из расширительного клапана.
Температура газа на выходе из расширительного клапана самая низкая
Далее в систему добавляем пару теплообменников.
В систему добавлены теплообменники
Газ, у которого высокая температура, при прохождении через теплообменник будет большую часть тепла отдавать внешнему потребителю. Вместе с тем, газ, температура которого низкая, при прохождении через теплообменник, напротив, будет поглощать тепловую энергию из наружного источника.
Прохождение горячего газа через теплообменник
Конструкция, которая у нас получилась, имеет все функции, которые должны присутствовать у теплового насоса. Но чтобы она была полноценной, необходимо оснастить ее источником низкотемпературного тепла, а также выполнить подключение к отопительной системе.
У этой конструкции имеются все функции теплового насоса
Самым оптимальным для нашего региона вариантом является применение геотермальных зондов, которые и будут служить источниками упомянутого выше низкотемпературного тепла.
Использование геотермальных зондов
Что же касается отопительных приборов, то в качестве таковых могут использоваться батареи, теплые полы/стены.
Основные плюсы
Так выглядит потеря тепла от обычного открытого бассейна (нажмите для увеличения)
Главными преимуществами таких насосов можно считать:
- возможность поддерживать постоянный указанный владельцем уровень температуры воды во всем бассейне;
- экономия энергии во время преобразования её в тепловую. Так, подобные устройства могут в соотношении 1:5 сделать из обычной электроэнергии тепло. За счет этого из 1 кВт потребляемого электричества получается приблизительно 4 кВт тепловой энергии;
- максимальная экологичность, за счет отсутствия необходимости сжигания топлива и выброса загрязнений на участок;
- надежность и продолжительный срок службы. А в случае возникновения каких-либо неполадок в его работе, происходит автоматическое отключение и он сигнализирует о поломке;
- легкость в применении, за счет автоматизации всего процесса делает возможным просто выбирать нужную температуру без дополнительных манипуляций;
- максимальный КПД среди всех других видов обогрева не только по потреблению электроэнергии, но и по скорости нагрева.
Тепловые насосы
Как известно, летом бывают довольно прохладные ночи, в течение которых вода в бассейне успевает остыть. Таким образом, к утру она будет уже довольно холодной. Поэтому принято использовать специальные тепловые насосы, которые позволяют поддерживать необходимую температуру воды в бассейнах.
Принцип работы
В состав устройства, как правило, входят: испаритель, компрессор и теплообменник. В самой системе циркулирует газ фреон, способный переходить в жидкое состояние при комнатной температуре.
Когда происходит переход фазового состояния фреона, организуется отбор тепла из окружающей среды. Это позволяет нагреть воду, которая циркулирует в теплообменнике. Система сходна с работой холодильника, только наоборот.
Как выбрать подходящую систему
Особенности конструкции теплового насоса делают его более устойчивым к воздействию повышенной влажности, чем любую другую систему подогрева воды. Но нужно правильно подобрать тип теплового насоса, т.е. определиться с источником низкопотенциальной тепловой энергии.
Чем более стабильна температура среды, тем более эффективно работает тепловой насос. Земля считается в этом отношении наилучшим вариантом, но практическое воплощение требует выполнения ряда не самых простых условий.
Понадобится просторный земельный участок и масштабные земляные работы. Трубы, по которым циркулирует вода, придется разместить в толще грунта, выполнить это требование не всегда возможно и удобно. Тепловые насосы типа “земля-вода” редко используются для бассейнов.
Водяной тепловой насос устроить немного проще, поскольку в качестве источника энергии используют воду. Оптимальный вариант — расположенный рядом водоем: пруд, озеро, река и т.п. Далеко не у всех владельцев земельных участков есть доступ к таким ресурсам. Более доступный вариант решения проблемы — опустить трубы для воды в скважину или колодец. Это значит, что на участке, возможно, придется соорудить дополнительный источник воды.
Меньше времени и сил понадобится для установки теплового насоса, потребляющего энергию, рассеянную в воздушных массах. Чтобы организовать интенсивный воздухообмен, используют мощные вентиляторы. Ни прокладывать трубы в земле, ни бурить новую скважину не придется.
Конечно, эффективность обогрева воздушным тепловым насосом может быть несколько ниже, чем при использовании таких стабильных источников энергии, как земля или вода. Однако для использования в течение сезона с весны и до осени, а не круглый год, такая модель подойдет идеально. Большинство бассейнов на участках используют именно в этот период.
Тепловой насос можно также использовать в комплексе с другими системами отопления, например, с электрическим подогревом. Для отопления дома такие модели иногда сочетают с газовым или электрическим котлом. Это особенно уместно в местностях с суровым климатом, поскольку при температуре воздуха ниже -20 градусов эффективность тепловых насосов резко снижается.
Особенность любой промышленной модели теплового насоса — высокая цена. Сократить расходы можно, если соорудить такое устройство самостоятельно. Это не слишком сложная задача, многие умельцы успешно справились с ней. Но промышленные модели надежнее, эффективнее и проще в управлении.
Согласно отзывам, высокая стоимость промышленной модели теплового насоса окупается уже в первые пару лет эксплуатации, а иногда и всего за несколько месяцев
При этом очень важно подобрать модель, мощность которой будет точно соответствовать потребностям объекта в тепле
