Принципът на работа на термопомпата се основава на така наречения цикъл на Карно, който ви е добре познат от работата на хладилните агрегати. Всъщност домакинският хладилник във вашата кухня също е термопомпа. Когато поставите в него храна, дори и да е студена, но чиято температура все още е по-висока от температурата в камерата на хладилника, съгласно закона за запазване на енергията, топлината, която генерират, не изчезва. Тъй като температурата вътре не трябва да се повишава, топлината се предава навън през радиаторната решетка, затопляйки въздуха в кухнята. Колкото повече храна поставите в хладилника едновременно, толкова по-голям ще бъде преносът на топлина.

Най-простият вариант на термопомпа би бил открит хладилник, поставен навън, чийто радиатор е разположен в стаята. Но нека хладилникът изпълнява преките си задължения, защото вече съществуват специални устройства - термопомпи, които имат много по-висока ефективност. Принципът на тяхното действие е доста прост.

Как работи термопомпата?

Да предположим, че охлаждащата течност циркулира навън през тръби, положени в земята, тъй като има ниска температура, след това преминавайки през тях, тя се нагрява, дори когато външната температура е само около 4-5 ° C. Влизайки в изпарителя, който играе ролята на топлообменник, охлаждащата течност предава получената топлина към вътрешния кръг на системата, който е пълен с хладилен агент. Дори тази топлина е достатъчна, за да промени хладилния агент от течно в газообразно състояние.

Придвижвайки се по-нататък, газът се придвижва към компресора, където се компресира под въздействието на високо налягане и температурата му се повишава. След като се нагорещи, газът влиза в кондензатора, който също е топлообменник. Той прехвърля топлина от горещ газ към охлаждащата течност на връщащия тръбопровод, включен в отоплителната система на къщата. След като отдели топлина, газът се охлажда и отново преминава в течно състояние, докато нагрятата охлаждаща течност навлиза в системата за захранване с топла вода и отопление. Преминавайки през редуцирния клапан на разширителя, втечненият газ отново влиза в изпарителя - цикълът е затворен.

През студения сезон термопомпите работят за отопление на къщата, а в жегата - за охлаждане. В този случай принципът на работа е същият, само през лятото топлината навлиза в охлаждащата течност отвътре, а не отвън.

Конструктивни характеристики на термопомпи

Геотермалните помпи от затворен тип изпомпват охлаждаща течност - въздух или вода - през тръби, заровени дълбоко в земята и положени по дъното на резервоара. Затвореният цикъл се счита за по-безопасен от гледна точка на околната среда. Затвореният тип включва помпи с вертикален и хоризонтален топлообменник, които се използват, когато наблизо няма водни тела. Вертикалните термопомпи се използват, когато площта на земята, върху която се намира къщата, е малка. Понякога вертикалните помпи се монтират в кладенци, пробити наблизо.

Пакетът от работи по инсталиране на термопомпа включва извършване на вътрешни електрически работи, полагане на външни тръбопроводи и вътрешни въздуховоди.

Ползи от използването на термопомпи

Очертание на статията

Термопомпата е устройство, което загрява водата в системите за отопление и топла вода чрез компресиране на фреон, първоначално загрят от нискокачествен източник на топлина, от компресор до 28 бара. Под високо налягане, газообразна охлаждаща течност с начална температура 5-10 ° C; отделя голямо количество топлина. Това ви позволява да загреете охлаждащата течност на системата за потребление до 50-60 °C, без използването на традиционни горива. Поради това се смята, че термопомпата осигурява на потребителя най-евтината топлина.

За повече информация относно предимствата и недостатъците вижте видеоклипа:

Такова оборудване работи повече от 40 години в Швеция, Дания, Финландия и други страни, които подкрепят развитието на алтернативната енергия на държавно ниво. Не толкова активно, но по-уверено всяка година термопомпите навлизат на руския пазар.

Цел на статията:прегледайте популярни модели термопомпи. Информацията ще бъде полезна за тези, които се стремят да спестят колкото е възможно повече от отопление и топла вода на собствения си дом.

Термопомпата отоплява къщата с безплатна енергия от природата

На теория топлината може да се извлича от въздуха, почвата, подземните води, отпадъчните води (включително от септична яма и водна помпена станция) и открити резервоари. На практика в повечето случаи е доказана възможността за използване на оборудване, което взема топлинна енергия от въздуха и почвата.

Вариантите с извличане на топлина от септична яма или канализационна помпена станция (SPS) са най-примамливи. Чрез преминаване на охлаждащата течност през HP при 15-20 °C, изходната температура може да бъде поне 70 °C. Но тази опция е приемлива само за система за захранване с топла вода. Отоплителният кръг намалява температурата в "изкусителния" източник. Което води до редица неприятни последици. Например замръзване на канализацията; и ако топлообменната верига на термопомпата е разположена по стените на шахтата, тогава и самата септична яма.

Най-популярните ТЕ за нуждите на СО и БГВ са геотермалните (използващи топлината на земята) устройства. Отличават се с най-доброто си представяне в топъл и студен климат, в песъчливи и глинести почви с различно ниво на подпочвените води. Тъй като температурата на почвата под дълбочината на замръзване остава почти непроменена през цялата година.

Принцип на работа на термопомпа

Охлаждащата течност се нагрява от източник на топлина с нисък потенциал (5...10 °C). Помпата компресира хладилния агент, чиято температура се повишава (50...60 °C) и загрява охлаждащата течност на отоплителната система или захранването с гореща вода.

По време на работата на HP участват три топлинни вериги:

• външен (система с охлаждаща течност и циркулационна помпа);
• междинен (топлообменник, компресор, кондензатор, изпарител, дроселна клапа);
• консуматорска верига (циркулационна помпа, топъл под, радиатори; за захранване с топла вода - резервоар, точки за вода).

Самият процес изглежда така:

Верига за отстраняване на топлинна енергия

1. Почвата загрява соления разтвор.
2. Циркулационната помпа издига солевия разтвор в топлообменника.
3. Разтворът се охлажда с хладилен агент (фреон) и се връща в земята.

Топлообменник

1. Течният фреон, изпарявайки се, отнема топлинна енергия от саламура.
2. Компресорът компресира хладилния агент, което води до рязко повишаване на температурата му.
3. В кондензатора фреонът предава енергия през изпарителя към охлаждащата течност на отоплителния кръг и отново става течен.
4. Охладеният хладилен агент преминава през дроселната клапа към първия топлообменник.

Отоплителен кръг

1. Нагрятата охлаждаща течност на отоплителната система се изтегля от циркулационната помпа към разсейващите елементи.
2. Пренася топлинна енергия към въздушната маса на помещението.
3. Охладената охлаждаща течност се връща през връщащата тръба към междинния топлообменник.

Видео с подробно описание на процеса:

Какво е по-евтино за отопление: ток, газ или термопомпа?

Представяме разходите за свързване на всеки тип отопление. За да представим общата картина, нека вземем района на Москва. Цените може да се различават в различните региони, но съотношението на цените ще остане същото. При изчисленията приемаме, че обектът е „гол” – без газ и ток.

Разходи за свързване

Топлинна помпа.Полагане на хоризонтален контур на цени на MO - 10 000 рубли на смяна на багер с кофа с кофа (отстранява до 1000 m³ почва за 8 часа). Система за къща от 100 m² ще бъде заровена за 2 дни (вярно за глинеста почва, върху която можете да премахнете до 30 W топлинна енергия от 1 квадратен метър верига). За подготовка на веригата за работа ще са необходими около 5000 рубли. В резултат на това хоризонталният вариант за поставяне на първи контур ще струва 25 000.

Кладенецът ще бъде по-скъп (1000 рубли на линеен метър, като се вземе предвид инсталирането на сонди, тръбопроводите им в една линия, пълненето с охлаждаща течност и изпитването на налягане), но ще бъде много по-изгодно за бъдеща експлоатация. При по-малка заета площ на обекта, мощността се увеличава (за кладенец от 50 m - най-малко 50 W на метър). Нуждите на помпата са покрити и се появява допълнителен потенциал. Следователно цялата система няма да работи за износване, а с известна резервна мощност. Поставете 350 метра контур във вертикални кладенци - 350 000 рубли.

Газов котел.В района на Москва, за свързване към газовата мрежа, работа на обекта и монтаж на котела, Mosoblgaz иска от 260 000 рубли.

Електрически бойлер.Свързването на трифазна мрежа ще струва 10 000 рубли: 550 за локални електрически мрежи, останалото за разпределително табло, измервателен уред и друго съдържание.

Консумация

За работа на HP с топлинна мощност от 9 kW са необходими 2,7 kW / h електроенергия - 9 рубли. 53 копейки в един часа,

Специфичната топлина при изгаряне на 1 m³ газ е същата 9 kW. Битовият газ за Московска област е на цена от 5 рубли. 14 копейки на кубичен метър

Електрически котел консумира 9 kW / h = 31 рубли. 77 коп. в един часа. Разликата с TN е почти 3,5 пъти.

Експлоатация

• Ако се доставя газ, тогава най-рентабилният вариант за отопление е газовият котел. Оборудването (9 kW) струва най-малко 26 000 рубли, месечното плащане за газ (12 часа на ден) ще бъде 1850 рубли.
• Мощното електрическо оборудване е по-изгодно от гледна точка на организирането на трифазна мрежа и закупуването на самото оборудване (котли - от 10 000 рубли). Топла къща ще струва 11 437 рубли на месец.
• Като се вземе предвид първоначалната инвестиция в алтернативно отопление (оборудване 275 000 и инсталиране на хоризонтална верига 25 000), термопомпа, която консумира електроенергия на 3430 рубли / месец, ще се изплати не по-рано от 3 години.

Сравнявайки всички опции за отопление, при условие че системата е създадена от нулата, става очевидно: газът няма да бъде много по-изгоден от геотермална термопомпа, а отоплението с електричество през следващите 3 години е безнадеждно по-ниско от тези два варианта.

Подробни изчисления в полза на работата на термопомпа можете да намерите, като гледате видеоклип от производителя:

Някои допълнения и опит от ефективна работа са подчертани в този видеоклип:

Основни характеристики

Когато избирате оборудване от голямо разнообразие от спецификации, обърнете внимание на следните характеристики.

Обобщена таблица на модела

В статията разгледахме най-популярните модели и идентифицирахме техните силни и слаби страни. Списъкът на моделите може да бъде намерен в следната таблица:

Термопомпи за отопление на малки помещения или битова гореща вода

Предназначение – икономично отопление на жилищни и спомагателни помещения, поддръжка на системата за топла вода. Монофазните модели имат най-ниска консумация (до 2 kW). За да се предпазят от пренапрежения в мрежата, те се нуждаят от стабилизатор. Надеждността на трифазния се обяснява с характеристиките на мрежата (натоварването се разпределя равномерно) и наличието на собствени защитни вериги, които предотвратяват повреда на устройството поради пренапрежения. Оборудването от тази категория не винаги се справя с едновременната поддръжка на отоплителната система и веригата за захранване с топла вода.

1. Huch EnTEC VARIO China S2-E (Германия) – от 184 493 рубли.

Huch EnTEC VARIO не може да се управлява самостоятелно. Само във връзка с резервоара за съхранение на системата за захранване с гореща вода. HP загрява вода за санитарни нужди, охлаждайки въздуха в помещението.

Сред предимствата са ниската консумация на енергия на устройството, приемлива температура на водата в кръга за БГВ и функцията за почистване на системата (чрез периодично краткотрайно нагряване до 60 ° C) от патогенни бактерии, които се развиват във влажна среда.

Недостатъците са, че уплътненията, фланците и маншетите трябва да бъдат закупени отделно. Не забравяйте да сте оригинални, иначе ще има капки.

Когато изчислявате, трябва да запомните, че устройството изпомпва 500 m³ въздух на час, така че минималната площ на помещението, в което е инсталиран Huch EnTEC VARIO, трябва да бъде най-малко 20 m², с височина на тавана 3 метра или повече .

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

Моделът е деклариран като “интелигентно” оборудване, с автоматична настройка спрямо нуждите на обекта. Въведена е инверторна схема за захранване на компресора, което дава възможност за регулиране на изходната мощност.

Наличието на такава функция с малък брой потребители (водни точки, отоплителни радиатори) прави отоплението на малка къща по-изгодно, отколкото в случай на конвенционален, неинверторен HP (който няма плавен старт на компресора и изходната мощност не се регулира). Тъй като при NIBE, при ниски стойности на мощността, нагревателните елементи рядко се включват и собствената максимална консумация на термопомпата е не повече от 2 kW.

В малко помещение шумът (47 dB) не е приемлив. Оптималната опция за инсталиране е отделна стая. Поставете сбруята върху стени, които не са в съседство с тоалетните.

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

„Извън кутията“ работи само за отопление в една верига. Предлага се опционален комплект за свързване на втори кръг, с възможност за независимо конфигуриране за всеки. Но самата термопомпа е предназначена за отопление на стая до 100 m², с височина на тавана не повече от 3 метра.

Списъкът с предимства включва малки размери, работа от домакинско захранване, регулиране на изходната температура от 8 до 55 ° C, което според плана на производителя по някакъв начин трябва да повлияе на комфорта и точността на управление на свързаните системи.

Но всичко беше отменено от ниска мощност. В нашия климат, загрявайки декларираните 100 m², устройството ще работи за износване. Това се потвърждава от честите преходи на устройството в „авариен“ режим, с изключване на помпата и грешки на дисплея. Случаят не е гарантиран. Поправено чрез рестартиране на оборудването.

„Авариите“ влияят на консумацията на енергия. Защото когато компресорът спре, нагревателният елемент влиза в действие. Следователно съвместното свързване на контурите на CO и подово отопление (или БГВ) е допустимо в съоръжение с площ не повече от 70 m².

Оборудване за отоплителни системи на стандартни вили за постоянно пребиваване

Тук са представени геотермални, въздушни и водни (отстраняващи топлинна енергия от подпочвените води) устройства. Обявената изходна мощност (най-малко 8 kW) е достатъчна, за да осигури топлина на всички потребителски системи на селски (и постоянно пребиваващи) къщи. Много термопомпи от тази категория имат режим на охлаждане. Вградените инверторни силови вериги са отговорни за плавното стартиране на компресора, поради плавната му работа се намалява делта (температурна разлика) на охлаждащата течност. Поддържа се оптимален режим на работа на веригата (без излишно прегряване и охлаждане). Това ви позволява да намалите консумацията на енергия във всички режими на работа на HP. Най-голям икономически ефект има при устройствата въздух-въздух.

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

Използването на вода от кладенец като основна охладителна течност (само за VWW) направи възможно опростяването на дизайна и намаляването на цената на HP без загуба на производителност.

Устройството се характеризира с ниска консумация на енергия в основен режим на работа и ниско ниво на шум.

Недостатъкът на Vaillant е изискванията му към водата (има известни случаи на повреда на захранващата линия и топлообменника от железни и манганови съединения); трябва да се избягва работа с води, съдържащи сол. Ситуацията не е гарантирана, но ако инсталацията е извършена от специалисти от сервизен център, тогава има към кого да подадете рекламация.

Изисква се сухо помещение без замръзване с обем най-малко 6,1 m³ (2,44 m² с таван 2,5 m). Падането под помпата не е дефект (кондензът може да се оттича от повърхностите на изолираните вериги).

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

Термопомпа въздух-вода. Устройството се състои от 2 модула: външният отнема топлинна енергия от въздушните маси, вътрешният трансформира и я предава на отоплителната система.

Основното предимство е универсалността. Може да се конфигурира както за отопление, така и за охлаждане на обекта.

Недостатъкът на тази серия LG Therma е, че нейният (и на цялата линия) потенциал не е достатъчен за нуждите на вила с площ над 200 m².

Важен момент: работните единици на двукомпонентна система не могат да бъдат разположени на повече от 50 m хоризонтално и 30 m вертикално.

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

Моделът WPF 10MS е най-мощната от термопомпите STIEBEL ELTRON.

Сред предимствата са автоматично регулируем режим на отопление и възможност за свързване на 6 устройства в каскадна система (това е паралелно или последователно свързване на устройства за увеличаване на дебита, налягането или организиране на авариен резерв) с мощност до 60 kW.

Недостатъкът е, че организирането на мощна електрическа мрежа за едновременно свързване на 6 такива устройства е възможно само с разрешение на местния клон на Rostechnadzor.

Има една особеност при настройката на режимите: след като направите необходимите корекции на програмата, трябва да изчакате, докато контролната лампа изгасне. В противен случай, след затваряне на капака, системата ще се върне към първоначалните настройки.

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

Мощно устройство за едновременно осигуряване на топлина от CO, БГВ и отопляеми подове на жилищна сграда с площ до 130 m².

Програмируеми и контролирани от потребителя режими; Всички обслужвани вериги се контролират в зададените параметри; има вграден бойлер (за нуждите на БГВ) 180 литра и спомагателни нагреватели.

Сред недостатъците е впечатляващият потенциал, който няма да се използва напълно в къща от 130 m²; цена, поради която срокът на изплащане се удължава за неопределено време; автоматична адаптация към външни климатични условия, която не е реализирана в основната конфигурация. Термисторите за околната среда (термичните резистори) не са задължителни. Тоест, когато външната температура се промени, се предлага ръчно да се регулира режимът на работа.

Оборудване за обекти с висока консумация на топлина

За пълно задоволяване на нуждите от топлинна енергия на жилищни и търговски сгради с площ над 200 м². Дистанционно управление, каскадна работа, взаимодействие с рекуператори и соларни системи - разширяват възможностите на потребителя за създаване на комфортна температура.

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

Модификацията DS 5027.5 Ai е най-мощната в линията EcoTouch. Стабилно загрява охлаждащата течност на отоплителния кръг и осигурява топлинна енергия на системата за захранване с гореща вода в помещения до 280 m².

Scroll (най-продуктивният съществуващ) компресор; регулирането на дебита на охлаждащата течност ви позволява да получите стабилни показания на изходната температура; цветен дисплей; русифицирано меню; чист външен вид и ниско ниво на шум. Всеки детайл е за удобна употреба.

Когато точките за вода се използват активно, нагревателните елементи се включват, което води до увеличаване на консумацията на енергия с 6 kW/h.

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

Достатъчно мощно оборудване за осигуряване на топлинна енергия на системата за захранване с топла вода и отоплителните кръгове на многоетажна вила с постоянно пребиваване.

Вместо допълнителен нагревател за БГВ, тук се използва потокът от гореща вода от захранването на отоплителния кръг. Прекарвайки вече гореща вода през пароохладителя, термопомпата загрява водата в допълнителния топлообменник за БГВ до 90 °C. Стабилна температура в резервоара за CO и БГВ се поддържа чрез автоматично регулиране на скоростта на циркулационните помпи. Подходящ за каскадно свързване (до 8 TN).

Няма нагревателни елементи за отоплителния кръг. Допълнителни ресурси се вземат от всеки комбиниран котел - управляващият блок ще вземе от него толкова топлина, колкото е необходимо в конкретен случай.

При изчисляване на пространството за инсталиране на термопомпа е необходимо да оставите празнина от 300 mm между стената и задната повърхност на устройството (за по-лесно управление и поддръжка на комуникациите).

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

Подземните води служат като първичен охладител. Оттук и постоянната температура на първия топлообменник и най-високия коефициент на COP.

Сред предимствата са допълнителен електрически нагревател с ниска мощност в първичната верига и патентован контролер (по същество безжично дистанционно управление) за дистанционно управление.

Минус - производителността на циркулационната помпа, състоянието на главната линия и топлообменника на първи контур зависят от качеството на дестилираната подземна вода. Изисква се филтриране.

Анализът на подземните води ще помогне да се елиминира появата на трудни за решаване проблеми със скъпо оборудване. Което трябва да се направи преди закупуването на термопомпа вода-вода.

Избор на редакторите

Дългогодишният опит в производството и експлоатацията на термопомпи в Северна Европа позволи на нашите сънародници да стеснят областта на търсене на най-изгодния начин за отопление на дома си. Съществуват реални опции за всяка заявка.

Трябва ли да осигурите топлина на кръга за битова гореща вода или отоплителната система на жилищна сграда до 80 - 100 m²? Помислете за потенциала NIBE F1155– неговият „интелигентен“ пълнеж спестява пари, без да прави компромис с топлоснабдяването.

Ще бъде осигурена стабилна температура в кръговете за подово отопление, CO и БГВ на вила от 130 m² - тук се използва топлообменник за БГВ (180 литра).

Произвежда постоянен топлинен поток едновременно за всички консуматори. Възможността за създаване на каскада от 8 HP ви позволява да осигурите топлина на обект с площ от най-малко 3000 m².

Всеки от тези модели не е абсолютен, а основен вариант. Ако сте намерили подходящ TN, прегледайте цялата линия, проучете опционалните оферти. Има широка гама от оборудване, има риск да пропуснете идеалния вариант.

Статията ви помогна да намерите изгодна опция за отопление или имате нужда от допълнителна информация - пишете в коментарите. Отговаряме веднага.

Ние ще ви изпратим материала по имейл

Извличането на топлина от почвата и водоизточниците не е чак такава иновация. Западният свят отдавна използва геотермална енергия за отопление на дома. Тази тема става все по-актуална с нарастването на цените на комуналните услуги. Термопомпа за отопление на дом дава възможност за затопляне на радиаторите по екологичен, безопасен и безплатен начин.

Термопомпата отоплява къщата с естествена топлина

Термопомпа за отопление на къща: принцип на работа, предимства и недостатъци

Пример за устройство, подобно на термопомпа, се намира във всеки дом - това е хладилник. Той произвежда не само студ, но и топлина - това се забелязва от температурата на задната стена на устройството. Подобен принцип е присъщ и на термопомпата – тя събира топлинна енергия от водата, земята и въздуха.

Принцип на действие и устройство

Операционната система на устройството е както следва:

• водата от кладенец или резервоар преминава през изпарителя, където температурата й пада с пет градуса;
• след охлаждане течността влиза в компресора;
• компресорът компресира водата, повишавайки нейната температура;
• нагрятата течност се движи в топлообменната камера, където предава топлината си на отоплителната система;
• охладената вода се връща в началото на цикъла.

Отоплителните системи, базирани на термопомпени агрегати, имат три компонента:

• Сондата е намотка, разположена във вода или земя. Той събира топлина и я предава на устройството.
• Термопомпата е устройство, което извлича топлинна енергия.
• Самата отоплителна система, включително топлообменна камера.

Плюсове и минуси на устройството

Първо, за положителните аспекти на такова отопление:

• Сравнително ниска консумация на енергия. За отопление се изразходва само електричество, което ще изисква много по-малко, отколкото например отоплението с електрически уреди. Термопомпите имат коефициент на преобразуване, който показва изхода на топлинна енергия спрямо изразходваната електрическа енергия. Например, ако стойността на “ϕ” е 5, тогава за 1 киловат на час потребление на електроенергия ще има 5 киловата топлинна енергия.

• Универсалност. Тази отоплителна система може да се монтира на всяко място. Това важи особено за отдалечени райони, където няма газопроводи. Ако няма възможност за свързване на електричество, помпата може да работи с дизелов или бензинов двигател.
• Пълна автоматизация. Няма нужда да добавяте вода към системата или да наблюдавате нейната работа.
• Екологичност и безопасност. Термопомпената система не произвежда никакви отпадъци или газове. Устройството не може случайно да прегрее.
• Такова устройство може не само да отоплява къща през зимата при температури на въздуха до минус петнадесет градуса, но и да я охлажда през лятото. Такива функции са налични в обратни модели.

• Дълъг период на експлоатация - до половин век. Компресорът може да се нуждае от смяна приблизително на всеки двадесет години.

Тази система има и своите недостатъци, които не могат да бъдат пренебрегнати:

• цени. Термопомпата за отопление на дома не е евтино удоволствие. Тази система ще се изплати не по-рано от пет години.
• В райони, където зимните температури падат под петнадесет градуса под нулата, за работата на устройството ще са необходими допълнителни източници на топлина (електричество или газ).
• Система, която взема топлинна енергия от земята, нарушава екосистемата на обекта. Щетите не са значителни, но това трябва да се има предвид.

Експертна гледна точка

Андрей Старповски

„Ако желаете, можете да направите термопомпа за отопление на вашия дом от хладилник със собствените си ръце. Но това ще изисква определени технически познания.

Коя помпа да изберете

Инсталациите се различават по източника на топлинна енергия и метода на нейното предаване. Има пет основни вида:

• Вода-въздух.
• Подпочвени води.
• Въздух-въздух.
• Вода-вода.
• Въздух-вода.

Разследване на място

Преди да инсталирате отоплителна система, е важно да проучите характеристиките на обекта. Това проучване ще помогне да се определи кой източник на топлинна енергия ще бъде най-добрият вариант. Най-лесният начин е, ако в близост до къщата има езерце. Този факт ще ви освободи от необходимостта да извършвате изкопни работи. Друго практично решение е да използвате място, където постоянно духа вятър. Ако няма нито едното, нито другото, ще трябва да спрете на земни работи.

Отоплителната система може да има две опции за монтаж:

• използване на сонди;
• с монтиране на подземен колектор.

Помпа за подземни води и опции за монтаж

Геотермалните сонди обикновено се инсталират в малка площ, която не позволява инсталирането на голям тръбопровод. За да инсталирате тази система, ще ви е необходимо сондажно оборудване, тъй като дълбочината на кладенците трябва да бъде най-малко сто метра, а диаметърът трябва да бъде двадесет сантиметра. В такива кладенци се спускат сонди. Броят на кладенците влияе върху работата на отоплителната система.

Ако площта на обекта е достатъчно голяма, можете да направите без пробиване и да инсталирате хоризонтална система. За тази цел бобината е заровена на дълбочина един и половина метра. Тази версия на системата се счита за най-стабилна и безпроблемна.

Помпа вода-вода: лесен монтаж

Термопомпа вода-вода за отопление на къща е подходяща за райони с езера. За тръбопровода можете да използвате обикновени полиетиленови тръби. Сглобеният колектор се премества в езерото и там се спуска на дъното. Това е една от най-евтините опции за инсталиране, която можете да направите сами.

Термопомпа въздух-въздух: разходи за монтаж

В район, където постоянно има ветрове, е подходяща система, която използва въздушна топлинна енергия. Инсталирането в този случай също няма да изисква специални разходи, можете да го направите сами. Просто трябва да инсталирате помпата на не повече от двадесет метра от къщата на най-проветриво място.

Термопомпа за отопление на дома: цени и производители

Термопомпените агрегати на руския пазар са представени от продукти на следните компании: Vaillant (Германия), Nibe (Швеция), Danfoss (Дания), Mitsubishi Electric (Япония), Mammoth (САЩ), Viessmann (Германия). Руските производители SunDue и Henk не са по-ниски от тях по качество.

За отопление на къща с площ от сто квадратни метра ще е необходима инсталация от десет киловата.

Таблица 1. Средна цена на различни видове помпи от 10 киловата

Изображение	Тип помпа	Цената на оборудването, rub	Разходи за монтажни работи, търкайте
	Подпочвени води Вносни производители	От 500 000	От 80 000
	Подземни води местни производители	От 360 000	От 70 000
	Въздух-вода Вносни производители	От 270 000	От 50 000
	Въздух-вода Местни производители	От 210 000	От 40 000
	Вода-вода вносни производители	От 230 000	От 50 000
	Вода-вода местни производители	От 220 хил	От 40 000

Цената на термопомпата до ключ е средно около 300-350 хиляди рубли. Най-бюджетният вариант е системата въздух-вода, тъй като не изисква скъпи изкопни работи.

Експертна гледна точка

Андрей Старповски

Ръководител група Отопление, вентилация и климатизация, GRAST LLC

Световният енергиен комитет състави прогноза за използването на топлинни източници за отопление на сгради за 2020 г. В него се твърди, че в развитите страни 75% от домовете ще се снабдяват с топла вода и ще се отопляват от геотермалната енергия на планетата.

Днес 40% от всички нови домове в Швейцария са оборудвани с термопомпи, а в Швеция тази цифра е нараснала до 90%. Русия и страните от ОНД въвеждат термопомпа за отопление на дома по-рядко, въпреки че първите ентусиасти вече използват този метод, предавайки своя опит на последователи.

Принципи на работа

За да се затопли сграда, енергията от източник с нисък потенциал (температура) се пренася от охлаждаща течност към потребителя. Технологичният процес използва закона на термодинамиката, който осигурява изравняването на топлинните енергии на две системи с различни температури: пренос на енергия от горещ източник към студен потребител.

При използване на топлина от околната среда се увеличава нейният температурен потенциал за отопление и топла вода.

Източникът на регенеративна топлина може да бъде:

• повърхността на земята или нейния обем;
• водна среда (езеро, река);
• въздушни маси.

По-популярни са моделите, които вземат енергия от земята, чиято повърхност се нагрява от слънчевите лъчи и енергията на външното и вътрешното ядро ​​на планетата. Те са отбелязани:

1. най-добрата комбинация от потребителски качества;
2. ефективност;
3. на цена.

Схеми за циркулация на охлаждащата течност

При работа на термопомпа (ТП) се използват три затворени кръга, през които циркулират различни течности/газове - охладители. Всеки от тях изпълнява свои собствени функции.

Верига за улавяне на енергийния потенциал на източника

При отнемане на топлина от въздуха се използва изкуствено обдухване на корпуса на изпарителя с въздушни потоци от вентилатори.

Затворен цикъл на течен охладител за пренос на топлина от водната среда или земята се осъществява чрез тръбопроводи, които свързват намотката на изпарителя с колектор, вдлъбнат в дъното на резервоара или заровен в земята на разстояние, надвишаващо замръзването на почвата при силен студ.

Като охладители се използват незамръзващи течности на базата на разредени водни разтвори на алкохол. Те обикновено се наричат ​​​​"антифриз" или "саламура". Под въздействието на по-висока температура (≥+3ºС) те се издигат до изпарителя, отдават му топлина и след охлаждане (≈-3ºС) се връщат гравитачно обратно към източника на енергия, осигурявайки непрекъсната циркулация.

Вътрешна верига

Хладилен агент на основата на фреон циркулира през него, като „повдига“ топлината до по-високо ниво. Под въздействието на температурата последователно преминава в газообразно и течно състояние.

Вътрешната верига включва:

• изпарител, който взема енергия от саламурите и я предава на фреон, който кипи и се превръща в разреден газ;
• компресор, който компресира газ до високо налягане. В същото време температурата на фреона се повишава рязко;
• кондензатор, в който горещ газ предава енергията си на охлаждащата течност на изходния кръг и сам се охлажда, превръщайки се в течно състояние;
• дросел (разширителен вентил), намаляващ фреона поради разлика в налягането до състоянието на наситена пара за влизане в изпарителя. Когато хладилният агент преминава през тесен отвор, налягането на охлаждащата течност пада до първоначалната стойност.

Изходна верига

Водата циркулира тук. Той се нагрява в кондензаторна бобина за използване в конвенционална хидравлична отоплителна система. При този метод температурата му достига около 35ºС, което обуславя използването му в системата “Топъл под” с дълги линии, които позволяват генерираната енергия да се пренася равномерно в целия обем на помещението.

Използването само на отоплителни радиатори, които създават по-малки обеми на топлообмен с пространството на помещенията, не е толкова ефективно.

Дизайн

Индустрията произвежда модели с различни експлоатационни характеристики, но те включват оборудване, което изпълнява типичните задачи, описани по-горе.

Като опция за проектиране фигурата показва термопомпа за отопление на къща.

Тук топлината от геотермални източници се получава чрез входни тръбопроводи, а през почивните дни се прехвърля към отоплителната система на дома.

Работата на термопомпата се осигурява от:

• система за наблюдение на параметрите на веригата и управление, включително дистанционни методи през Интернет;
• допълнително оборудване (устройства за измиване и пълнене, разширителни резервоари, групи за безопасност, помпени станции).

Наземни конструкции

Те използват три дизайна на топлообменника, за да вземат енергия от източника:

1. повърхностно местоположение;
2. монтаж на вертикални наземни сонди;
3. удълбочаване на хоризонтални конструкции.

Първият метод е най-малко ефективен. Поради това рядко се използва за отопление на дома.

Монтаж на сонди в кладенци

Този метод е най-ефективен. Предвижда се създаването на кладенци с дълбочина около 50÷150 метра или повече за поставяне на U-образен тръбопровод от пластмасови материали с диаметър от 25 до 40 mm.

Увеличаването на площта на напречното сечение на тръбата, както и задълбочаването на кладенеца, създава подобрено отстраняване на топлината, но увеличава цената на конструкцията.

Хоризонтални колектори

Пробиването на отвори за сонди е скъпо. Ето защо този метод често се избира, тъй като е по-евтин. Позволява ви да се справите с изкопаване на окопи под дълбочината на замръзване на почвата.

При проектирането на хоризонтален колектор трябва да се вземе предвид следното:

1. топлопроводимост на почвата;
2. средна влажност на почвата;
3. геометрия на обекта.

Те влияят на размерите и конфигурацията на колектора. Тръбите могат да се полагат:

• примки;
• зигзаг;
• змия;
• плоски геометрични форми;
• спирални спирали.

Важно е да се разбере, че площта на обекта, предназначена за такъв колектор, обикновено надвишава размерите на основата на къщата 2-3 пъти. Това е основният недостатък на този метод.

Колектори за вода

Това е най-икономичният метод, но изисква разполагането на дълбок резервоар в близост до сградата. Сглобените тръбопроводи се поставят и закрепват с тежести на дъното му. За ефективна работа на термопомпата е необходимо да се изчисли минималната дълбочина на колектора и обемът на резервоара, способен да осигури отвеждане на топлина.

Размерите на такава конструкция се определят от топлинни изчисления и могат да достигнат дължина над 300 метра.

Картината по-долу показва подготовката на линии за монтаж върху леда на изворно езеро. Позволява ви визуално да оцените мащаба на предстоящата работа.

Въздушен метод

Външен или вграден вентилатор издухва въздух от улицата директно върху изпарителя с фреон, като в климатик. В този случай няма нужда да създавате обемисти конструкции от тръби и да ги поставяте в земята или резервоара.

Термопомпа за отопление на къща, работеща на този принцип, е по-евтина, но се препоръчва да се използва в сравнително топъл климат: мразовитият въздух няма да позволи на системата да работи.

Такива устройства се използват широко за затопляне на вода в басейни или помещения, разположени до промишлени устройства, които постоянно участват в технологичния процес и отделят топлина в атмосферата с мощни охладителни системи. Примерите включват силови автотрансформатори, дизелови станции и котелни.

Основни характеристики

Когато избирате VT модел, трябва да имате предвид:

• топлинна изходна мощност;
• коефициент на трансформация на термопомпата;
• условна ефективност;
• годишна ефективност и разходи.

изходяща мощност

При създаването на нов дизайн на къща се вземат предвид нейните топлинни нужди, като се вземат предвид конструктивните характеристики на материалите, които създават топлинни загуби през стени, прозорци, врати, тавани и подове на помещения с различни размери. Изчислението взема предвид създаването на комфорт при най-ниските студове в определен район.

Консумираната топлинна мощност на сградата се изразява в kW. Тя трябва да бъде покрита от енергията, генерирана от термопомпата. Въпреки това, често се прави опростяване в изчисленията, което позволява спестяване: продължителността на най-студените дни през годината не надвишава няколко седмици. През този период се свързва допълнителен източник на топлина, например нагревателни елементи, които загряват водата в котела.
Те работят само в критични ситуации по време на студове и са изключени през останалото време. Това позволява използването на VT с по-ниски мощности.

Възможности за проектиране

За справка.Модели с изходна мощност от 6÷11 kW на кръгове "солна вода" могат да загряват вода от вградени резервоари в относително малки сгради. Мощност от 17 kW е достатъчна за поддържане на температура на водата 65ºC в бойлер с обем 230÷440 литра.
Топлинните нужди на средно големи сгради покриват мощност от 22÷60 kW.

Коефициент на трансформация на термопомпи Ктр

Той определя ефективността на конструкцията, като използва безразмерната формула:

Ktr=(Tout-Tout)/Tout

Стойността "Т" показва температурата на охлаждащите течности на изхода и входа на конструкцията.

Коефициент на преобразуване на енергия (ͼ)

Изчислява се, за да се определи съотношението на полезната топлинна мощност спрямо приложената енергия към компресора.

ͼ=0,5T/(T-To)=0,5(ΔT+To)/ΔT

За тази формула температурата на потребителя “T” и източника “To” се определя в градуси по Келвин.

Стойността ͼ може да се определи от количеството енергия, изразходвана за работата на компресора “Rel” и получената полезна топлинна мощност “Rn”. В този случай се нарича "COP", съкратено от английския термин "Coefficient of performance".

Коефициентът ͼ е променлива стойност в зависимост от температурната разлика между източника и потребителя. Обозначава се с числа от 1 до 7.

Условна ефективност

Това е невярно твърдение: коефициентът на ефективност отчита загубите на мощност по време на работа на крайното устройство.
За да се определи, е необходимо изходната топлинна мощност да се раздели на приложената, като се вземе предвид енергията на геотермалните източници. С това изчисление вечен двигател няма да работи.

Годишна ефективност и разходи

Коефициентът COP оценява работата на термопомпата в определен момент от време при специфични работни условия. За да се анализира ефективността на HP, беше въведен годишен индикатор за ефективност на системата (β).

Тук символът Qwp означава количеството топлинна енергия, произведена за година, а Wel е стойността на електроенергията, консумирана от инсталацията за същото време.

Показател за разходи Ек

Тази характеристика е противоположна на показателя за ефективност.

За определяне на характеристиките на HP се използват специализиран софтуер и фабрични тестове.

Отличителни черти

Предимства

Отоплението на къща с термопомпа в сравнение с други системи има:

1. добри екологични параметри;
2. дълъг експлоатационен живот на оборудването без поддръжка;
3. възможност за просто превключване на режима на отопление през зимата към климатизация през лятото;
4. висока годишна ефективност.

недостатъци

На етапа на проекта и по време на експлоатация е необходимо да се вземат предвид:

1. трудности при извършване на точни технически изчисления;
2. висока цена на оборудването и монтажните работи;
3. възможността за образуване на „въздушни задръствания“ поради нарушения на технологията за полагане на тръбопроводи;
4. ограничена температура на водата, излизаща от системата (≤+65ºС);
5. строга индивидуалност на всеки дизайн за всяка сграда;
6. необходимостта от големи площи за колектори с изключение на изграждането на съоръжения върху тях.

Кратък списък на производителите

Съвременните термопомпи за отопление на дома се произвеждат от компании като:

• Bosch - Германия;
• Waterkotte - Германия;
• WTT Group OY - Финландия;
• ClimateMaster – САЩ;
• ECONAR - САЩ;
• Dimplex – Ирландия;
• FHP Manufacturing – САЩ;
• Gustrowr - Германия;
• Heliotherm - Австрия;
• IVT – Швеция;
• LEBERG - Норвегия.

2. Нека накратко да ви припомня предисторията. Преди четири години купих парцел от 6 акра от градинарско дружество, върху който със собствените си ръце, без да наема наемен труд, построих модерна, енергийно ефективна селска къща. Предназначението на къщата е втори апартамент, разположен сред природата. Целогодишна, но не постоянна работа. Изисква се максимална автономия във връзка с опростено инженерство. В района, където се намира SNT, няма магистрален газ и не трябва да разчитате на него. Остава вносът на твърдо или течно гориво, но всички тези системи изискват сложна инфраструктура, чиято цена за изграждане и поддръжка е сравнима с директното отопление с електричество. Така изборът вече беше частично предрешен – отопление на ток. Но тук възниква втори, не по-малко важен момент: ограничаването на електрическия капацитет в градинарското партньорство, както и доста високите тарифи за електроенергия (по това време - не „селска“ тарифа). Фактически към обекта са разпределени 5 kW електрическа мощност. Единственият изход в тази ситуация е използването на термопомпа, която ще спести около 2,5-3 пъти отопление в сравнение с директното преобразуване на електрическата енергия в топлина.

И така, да преминем към термопомпите. Те се различават по това откъде вземат топлина и къде я отделят. Важен момент, известен от законите на термодинамиката (8 клас на гимназията) - термопомпата не произвежда топлина, тя я пренася. Ето защо неговият ECO (коефициент на преобразуване на енергия) винаги е по-голям от 1 (т.е. термопомпата винаги отдава повече топлина, отколкото консумира от мрежата).

Класификацията на термопомпите е следната: „вода – вода“, „вода – въздух“, „въздух – въздух“, „въздух – вода“. „Вода“, посочена във формулата отляво, означава извличане на топлина от течна циркулираща охлаждаща течност, преминаваща през тръби, разположени в земята или резервоар. Ефективността на такива системи практически не зависи от времето на годината и температурата на околната среда, но те изискват скъпи и трудоемки изкопни работи, както и наличието на достатъчно свободно пространство за полагане на земен топлообменник (върху който впоследствие се поставя ще бъде трудно нещо да расте през лятото, поради замръзване на почвата) . „Водата“, посочена във формулата вдясно, се отнася за отоплителния кръг, разположен вътре в сградата. Това може да бъде или радиаторна система, или течни отопляеми подове. Такава система също ще изисква сложна инженерна работа вътре в сградата, но има и своите предимства - с помощта на такава термопомпа можете също да получите топла вода в къщата.

Но най-интересната категория е категорията на термопомпи въздух-въздух. Всъщност това са най-обикновените климатици. Докато работят за отопление, те вземат топлина от уличния въздух и я предават на въздушен топлообменник, разположен вътре в къщата. Въпреки някои недостатъци (производствените модели не могат да работят при температури на околната среда под -30 градуса по Целзий), те имат огромно предимство: такава термопомпа е много лесна за инсталиране и нейната цена е сравнима с конвенционалното електрическо отопление с помощта на конвектори или електрически бойлер.

3. Въз основа на тези съображения беше избран канален полупромишлен климатик Mitsubishi Heavy, модел FDUM71VNX. Към есента на 2013 г. комплект, състоящ се от два блока (външен и вътрешен), струваше 120 хиляди рубли.

4. Външното тяло се монтира на фасадата от северната страна на къщата, където има най-малко вятър (това е важно).

5. Вътрешното тяло се монтира в антрето под тавана, от него с помощта на гъвкави шумоизолирани въздуховоди се подава топъл въздух към всички жилищни помещения вътре в къщата.

6. Защото Захранването с въздух се намира под тавана (абсолютно невъзможно е да се организира подаване на горещ въздух близо до пода в каменна къща), тогава е очевидно, че въздухът трябва да се поеме на пода. За да направите това, с помощта на специален канал въздухозаборникът беше спуснат до пода в коридора (всички интериорни врати също имат монтирани решетки в долната част). Режимът на работа е 900 кубически метра въздух на час, поради постоянна и стабилна циркулация няма абсолютно никаква разлика в температурата на въздуха между пода и тавана във всяка част на къщата. За да бъдем точни, разликата е 1 градус по Целзий, което е дори по-малко, отколкото при използване на стенни конвектори под прозорци (при тях температурната разлика между пода и тавана може да достигне 5 градуса).

7. В допълнение към факта, че вътрешното тяло на климатика, благодарение на мощното си работно колело, е в състояние да циркулира големи обеми въздух в къщата в режим на рециркулация, не трябва да забравяме, че хората се нуждаят от свеж въздух в къщата. Следователно отоплителната система служи и като вентилационна система. Чрез отделен въздушен канал в къщата се подава свеж въздух от улицата, който, ако е необходимо, се нагрява (през студения сезон) с помощта на автоматизация и канален нагревателен елемент.

8. Топлият въздух се разпространява през решетки като тази, разположени в хола. Също така си струва да се обърне внимание на факта, че в къщата няма нито една лампа с нажежаема жичка и се използват само светодиоди (запомнете тази точка, важна е).

9. Отработеният „мръсен“ въздух се отстранява от къщата чрез аспиратор в банята и кухнята. Топлата вода се приготвя в конвенционален бойлер за съхранение. Като цяло това е доста голям разход, защото... Водата в кладенеца е много студена (от +4 до +10 градуса по Целзий в зависимост от времето на годината) и някой може разумно да отбележи, че слънчевите колектори могат да се използват за загряване на вода. Да, може, но цената на инвестициите в инфраструктура е такава, че за тези пари можете да топлите вода директно на ток за 10 години.

10. И това е "ЦУП". Основен и основен контролен панел за термопомпа с въздушен източник. Има различни таймери и проста автоматизация, но ние използваме само два режима: вентилация (през топлия сезон) и отопление (през студения сезон). Построената къща се оказва толкова енергоефективна, че климатикът в нея така и не е използван по предназначение – да охлажда къщата в жегите. LED осветлението (топлопредаването от което клони към нула) и много висококачествената изолация изиграха голяма роля за това (не е шега, след като монтирахме морава на покрива, дори трябваше да използваме термопомпа, за да отоплим къщата това лято - в дните, когато средната дневна температура е паднала под + 17 градуса по Целзий). Температурата в къщата се поддържа целогодишно най-малко +16 градуса по Целзий, независимо от присъствието на хора в нея (когато в къщата има хора, температурата се настройва на +22 градуса по Целзий) и никога не се зарежда приточната вентилация. изключен (защото ме мързи).

11. Монтиран е технически електромер през есента на 2013г. Това е точно преди 3 години. Лесно е да се изчисли, че средната годишна консумация на електроенергия е 7000 kWh (всъщност сега тази цифра е малко по-малка, тъй като през първата година консумацията беше висока поради използването на изсушители по време на довършителните работи).

12. Във фабричната конфигурация климатикът може да загрява при температура на околната среда минимум -20 градуса по Целзий. За работа при по-ниски температури е необходима модификация (всъщност е актуална при работа дори при температура от -10, ако навън има висока влажност) - инсталиране на нагревателен кабел в дренажния съд. Това е необходимо, така че след цикъла на размразяване на външното тяло течната вода да има време да напусне дренажния съд. Ако тя няма време да направи това, тогава ледът ще замръзне в тигана, който впоследствие ще изтръгне рамката с вентилатора, което вероятно ще доведе до счупване на лопатките върху нея (можете да погледнете снимки на счупени лопатки в интернет почти се сблъсках с това, защото .не поставих нагревателния кабел веднага).

13. Както споменах по-горе, навсякъде в къщата се използва изключително LED осветление. Това е важно, когато става въпрос за климатизация на стая. Да вземем стандартна стая, в която има 2 лампи, по 4 лампи във всяка. Ако това са 50-ватови крушки с нажежаема жичка, тогава те ще консумират общо 400 вата, докато LED крушките ще консумират по-малко от 40 вата. И всяка енергия, както знаем от курса по физика, така или иначе в крайна сметка се превръща в топлина. Тоест осветлението с нажежаема жичка е толкова добър нагревател със средна мощност.

14. Сега нека поговорим за това как работи термопомпата. Всичко, което прави, е да пренася топлинна енергия от едно място на друго. Това е абсолютно същия принцип, на който работят хладилниците. Те пренасят топлината от хладилната част в стаята.

Има една такава добра гатанка: Как ще се промени температурата в стаята, ако оставите хладилник включен с отворена врата? Правилният отговор е, че температурата в помещението ще се повиши. За по-лесно разбиране това може да се обясни по следния начин: стаята е затворена верига, електричеството преминава в нея през жици. Както знаем, енергията в крайна сметка се превръща в топлина. Ето защо температурата в помещението ще се повиши, защото електричеството влиза в затворената верига отвън и остава в нея.

Малко теория. Топлината е форма на енергия, която се пренася между две системи поради температурни разлики. В този случай топлинната енергия се движи от място с висока температура към място с по-ниска температура. Това е естествен процес. Преносът на топлина може да се извърши чрез проводимост, топлинно излъчване или чрез конвекция.

Има три класически състояния на агрегиране на материята, трансформацията между които се извършва в резултат на промени в температурата или налягането: твърдо, течно, газообразно.

За да промени състоянието на агрегация, тялото трябва или да получи или да отдаде топлинна енергия.

При топене (преход от твърдо в течно състояние) се поглъща топлинна енергия.
При изпаряване (преход от течно към газообразно състояние) се абсорбира топлинна енергия.
При кондензация (преход от газообразно в течно състояние) се отделя топлинна енергия.
При кристализация (преход от течно към твърдо състояние) се отделя топлинна енергия.

Термопомпата използва два режима на преход: изпарение и кондензация, т.е. работи с вещество, което е в течно или газообразно състояние.

15. Хладилният агент R410a се използва като работен флуид във веригата на термопомпата. Това е хидрофлуоровъглерод, който кипи (преминава от течност в газ) при много ниска температура. А именно при температура от 48,5 градуса по Целзий. Тоест, ако обикновената вода при нормално атмосферно налягане кипи при температура от +100 градуса по Целзий, тогава фреон R410a кипи при температура почти 150 градуса по-ниска. При това при много отрицателни температури.

Именно това свойство на хладилния агент се използва в термопомпата. Чрез специално измерване на налягането и температурата могат да му се придадат необходимите свойства. Или ще бъде изпарение при околна температура, абсорбиране на топлина, или кондензация при околна температура, освобождаване на топлина.

16. Ето как изглежда веригата на термопомпата. Основните му компоненти са: компресор, изпарител, разширителен вентил и кондензатор. Хладилният агент циркулира в затворен кръг на термопомпата и последователно променя агрегатното си състояние от течно в газообразно и обратно. Това е хладилният агент, който пренася и пренася топлина. Налягането във веригата винаги е прекомерно в сравнение с атмосферното налягане.

Как работи?
Компресорът засмуква студения хладилен газ под ниско налягане, идващ от изпарителя. Компресорът го компресира под високо налягане. Температурата се повишава (топлината от компресора също се добавя към хладилния агент). На този етап получаваме хладилен газ с високо налягане и висока температура.
В този вид той влиза в кондензатора, издухан с по-студен въздух. Прегрятият хладилен агент освобождава топлината си във въздуха и кондензира. На този етап хладилният агент е в течно състояние, под високо налягане и средна температура.
След това хладилният агент влиза в разширителния вентил. Има рязко намаляване на налягането поради разширяването на обема, зает от хладилния агент. Намаляването на налягането причинява частично изпаряване на хладилния агент, което от своя страна намалява температурата на хладилния агент под температурата на околната среда.
В изпарителя налягането на хладилния агент продължава да намалява, той се изпарява още повече, а необходимата за този процес топлина се отнема от по-топлия външен въздух, който се охлажда.
Напълно газообразният хладилен агент се връща в компресора и цикълът е завършен.

17. Ще се опитам да го обясня по-просто. Хладилният агент вече кипи при температура от -48,5 градуса по Целзий. Тоест, относително казано, при всяка по-висока температура на околната среда той ще има излишно налягане и в процеса на изпаряване ще отнема топлина от околната среда (т.е. уличния въздух). Има хладилни агенти, използвани в нискотемпературни хладилници, тяхната точка на кипене е дори по-ниска, до -100 градуса по Целзий, но не може да се използва за работа на термопомпа за охлаждане на стая в жегата поради много високото налягане при висока околна среда температури. Хладилният агент R410a е баланс между способността на климатика да работи както за отопление, така и за охлаждане.

Между другото, ето един добър документален филм, заснет в СССР и разказващ за това как работи термопомпата. Препоръчвам.

18. Всеки климатик може ли да се използва за отопление? Не, не кой да е. Въпреки че почти всички съвременни климатици работят с фреон R410a, други характеристики са не по-малко важни. Първо, климатикът трябва да има четирипътен вентил, който ви позволява да превключите на „обратно“, така да се каже, а именно да смените кондензатора и изпарителя. Второ, имайте предвид, че компресорът (намира се долу вдясно) е разположен в термоизолиран корпус и има електрически нагреваем картер. Това е необходимо, за да се поддържа винаги положителна температура на маслото в компресора. Всъщност при околна температура под +5 градуса по Целзий, дори когато е изключен, климатикът консумира 70 вата електрическа енергия. Вторият, най-важен момент е, че климатикът трябва да е инверторен. Тоест както компресорът, така и електродвигателят на работното колело трябва да могат да променят производителността по време на работа. Именно това позволява на термопомпата да работи ефективно за отопление при външни температури под -5 градуса по Целзий.

19. Както знаем, на топлообменника на външното тяло, което е изпарител по време на работа на отопление, протича интензивно изпарение на хладилния агент с абсорбиране на топлина от околната среда. Но във въздуха на улицата има водни пари в газообразно състояние, които кондензират или дори кристализират върху изпарителя поради рязък спад на температурата (уличният въздух отдава топлината си на хладилния агент). И интензивното замръзване на топлообменника ще доведе до намаляване на ефективността на отстраняване на топлината. Тоест, тъй като температурата на околната среда намалява, е необходимо да се „забави“ както компресора, така и работното колело, за да се осигури най-ефективното отстраняване на топлината на повърхността на изпарителя.

Идеалната термопомпа само за отопление трябва да има повърхностна площ на външния топлообменник (изпарител) няколко пъти по-голяма от повърхността на вътрешния топлообменник (кондензатор). На практика се връщаме към същия баланс, че една термопомпа трябва да може да работи както за отопление, така и за охлаждане.

20. Вляво можете да видите външния топлообменник почти напълно покрит със скреж, с изключение на две секции. В горната, незамръзнала част, фреонът все още има доста високо налягане, което не му позволява ефективно да се изпари, докато абсорбира топлината от околната среда, докато в долната част той вече е прегрят и вече не може да абсорбира топлина отвън . А снимката вдясно отговаря на въпроса защо външният климатик е монтиран на фасадата, а не скрит от погледа на плоския покрив. Именно поради водата, която трябва да се източи от дренажния съд през студения сезон. Би било много по-трудно да се отведе тази вода от покрива, отколкото от сляпата зона.

Както вече писах, при работа на отопление при минусови температури навън, изпарителят на външното тяло замръзва и върху него кристализира водата от уличния въздух. Ефективността на замръзналия изпарител е осезаемо намалена, но електрониката на климатика автоматично следи ефективността на отвеждане на топлината и периодично превключва термопомпата в режим на размразяване. По същество режимът на размразяване е директен режим на климатизация. Тоест, топлината се отнема от помещението и се прехвърля към външен, замръзнал топлообменник, за да разтопи леда върху него. По това време вентилаторът на вътрешното тяло работи на минимални обороти, а от въздуховодите вътре в къщата тече хладен въздух. Цикълът на размразяване обикновено продължава 5 минути и се извършва на всеки 45-50 минути. Поради високата топлинна инерция на къщата не се усеща дискомфорт по време на размразяването.

21. Ето таблица с отоплителната производителност на този модел термопомпа. Нека ви напомня, че номиналната консумация на енергия е малко над 2 kW (ток 10A), а топлообменът варира от 4 kW при -20 градуса навън, до 8 kW при външна температура от +7 градуса. Тоест, коефициентът на преобразуване е от 2 до 4. Това е колко пъти термопомпата ви позволява да спестите енергия в сравнение с директното преобразуване на електрическата енергия в топлина.

Между другото, има още един интересен момент. Експлоатационният живот на един климатик при работа на отопление е няколко пъти по-висок отколкото при работа на охлаждане.

22. Миналата есен инсталирах електромер Smappee, който ви позволява да поддържате статистика за потреблението на енергия на месечна база и осигурява повече или по-малко удобна визуализация на направените измервания.

23. Smappee беше инсталиран точно преди година, в последните дни на септември 2015 г. Той също така се опитва да покаже цената на електрическата енергия, но го прави въз основа на ръчно зададени тарифи. И при тях има важен момент - както знаете, два пъти в годината увеличаваме цената на тока. Тоест през представения период на измерване тарифите са се променяли 3 пъти. Затова няма да обръщаме внимание на разходите, а ще изчислим количеството консумирана енергия.

Всъщност Smappee има проблеми с визуализирането на графиките на потреблението. Например най-късата колона вляво е потреблението за септември 2015 г. (117 kWh), т.к Нещо се обърка с разработчиците и по някаква причина екранът за годината показва 11 вместо 12 колони. Но общото потребление се изчислява точно.

А именно 1957 kWh за 4 месеца (включително септември) в края на 2015 г. и 4623 kWh за цялата 2016 г. от януари до септември включително. Тоест общо 6580 kWh са изразходвани за ЦЯЛАТА поддръжка на живота на селска къща, която се отоплява целогодишно, независимо от присъствието на хора в нея. Нека ви напомня, че през лятото на тази година за първи път ми се наложи да използвам термопомпа за отопление и през всичките 3 години на работа нито веднъж не работеше за охлаждане през лятото (с изключение на автоматичните цикли на размразяване, разбира се) . В рубли, според текущите тарифи в района на Москва, това е по-малко от 20 хиляди рубли годишно или около 1700 рубли на месец. Напомням, че тази сума включва: отопление, вентилация, подгряване на вода, печка, хладилник, осветление, електроника и уреди. Тоест, всъщност е 2 пъти по-евтино от месечния наем за апартамент в Москва със същия размер (разбира се, без да се вземат предвид таксите за поддръжка, както и таксите за основен ремонт).

24. Сега нека изчислим колко пари спести термопомпата в моя случай. Ще сравним електрическото отопление на примера с електрически бойлер и радиатори. Ще изчисля по предкризисни цени, които бяха към момента на монтиране на термопомпата през есента на 2013 г. Сега термопомпите станаха по-скъпи поради срива на обменния курс на рублата и цялото оборудване се внася (лидерите в производството на термопомпи са японците).

Електрическо отопление:
Електрически котел - 50 хиляди рубли
Тръби, радиатори, фитинги и др. - още 30 хиляди рубли. Общо материали за 80 хиляди рубли.

Топлинна помпа:
Канален климатик MHI FDUM71VNXVF (външни и вътрешни блокове) - 120 хиляди рубли.
Въздуховоди, преходници, топлоизолации и др. - още 30 хиляди рубли. Общо материали за 150 хиляди рубли.

Монтаж „направи си сам“, но и в двата случая времето е приблизително еднакво. Общо „надплащане“ за термопомпа в сравнение с електрически котел: 70 хиляди рубли.

Но това не е всичко. Въздушното отопление с помощта на термопомпа е едновременно климатизация през топлия сезон (т.е. климатикът все още трябва да бъде инсталиран, нали? Това означава, че ще добавим поне още 40 хиляди рубли) и вентилация (задължителна в съвременния запечатани къщи, поне още 20 хиляди рубли).

какво имаме „Надплащането“ в комплекса е само 10 хиляди рубли. Това все още е само на етап пускане на отоплителната система.

И тогава започва операцията. Както писах по-горе, в най-студените зимни месеци коефициентът на превръщане е 2,5, а в извън сезона и лятото може да се приеме 3,5-4. Да вземем средния годишен COP равен на 3. Нека ви напомня, че 6500 kWh електрическа енергия се консумират в къща на година. Това е общото потребление за всички електрически уреди. За опростяване на изчисленията, нека приемем минимума, че термопомпата консумира само половината от това количество.Това е 3000 kWh. В същото време той доставя средно 9000 kWh топлинна енергия годишно (6000 kWh се „докарват“ от улицата).

Нека преобразуваме прехвърлената енергия в рубли, като приемем, че 1 kWh електрическа енергия струва 4,5 рубли (средна дневна/нощна тарифа в района на Москва). Получаваме 27 000 рубли спестявания в сравнение с електрическото отопление само през първата година на работа. Нека си припомним, че разликата на етапа на пускане на системата в експлоатация беше само 10 хиляди рубли. Тоест още през първата година на работа термопомпата ми СПЕСТИ 17 хиляди рубли. Тоест изплати се през първата година от експлоатацията. В същото време напомням, че това не е постоянно пребиваване, в който случай спестяванията ще бъдат още по-големи!

Но не забравяйте за климатика, който конкретно в моя случай не беше необходим, поради факта, че къщата, която построих, се оказа свръхизолирана (въпреки че използва еднослойна газобетонна стена без допълнителна изолация) и просто не се нагрява през лятото на слънце. Тоест ще премахнем 40 хиляди рубли от оценката. какво имаме В този случай започнах да СПЕСТЯВАМ от термопомпа не от първата година на работа, а от втората. Не е голяма разликата.

Но ако вземем термопомпа вода-вода или дори въздух-вода, тогава цифрите в оценката ще бъдат напълно различни. Ето защо термопомпата въздух-въздух има най-доброто съотношение цена/ефективност на пазара.

25. И накрая, няколко думи за електрическите нагреватели. Бях измъчван от въпроси за всякакви инфрачервени нагреватели и нанотехнологии, които не изгарят кислород. Ще отговоря кратко и по същество. Всеки електрически нагревател има ефективност от 100%, т.е. цялата електрическа енергия се преобразува в топлина. Всъщност това се отнася за всички електрически уреди, дори електрическата крушка произвежда топлина точно в количеството, в което я е получила от контакта. Ако говорим за инфрачервени нагреватели, тяхното предимство е, че загряват предмети, а не въздух. Следователно най-разумното използване за тях е отоплението на открити веранди в кафенета и на автобусни спирки. Когато има нужда от пренос на топлина директно към предмети/хора, заобикаляйки отоплението на въздуха. Подобна история за изгарянето на кислород. Ако видите тази фраза някъде в рекламна брошура, трябва да знаете, че производителят взема купувача за глупак. Горенето е окислителна реакция, а кислородът е окислител, тоест не може да се самоизгори. Тоест, това са всички глупости на аматьори, които са пропуснали часовете по физика в училище.

26. Друг вариант за пестене на енергия с електрическо отопление (независимо дали чрез директно преобразуване или използване на термопомпа) е да се използва топлинният капацитет на сградната обвивка (или специален топлинен акумулатор) за съхраняване на топлина, като се използва евтина нощна електрическа тарифа. Точно това ще експериментирам тази зима. По мои предварителни изчисления (като се вземе предвид факта, че през следващия месец ще плащам селската тарифа за ток, тъй като сградата вече е регистрирана като жилищна), дори въпреки увеличението на тарифите за ток, следващата година ще плащам за поддръжка на къщата по-малко от 20 хиляди рубли (за цялата консумирана електрическа енергия за отопление, отопление на вода, вентилация и оборудване, като се вземе предвид факта, че температурата в къщата се поддържа приблизително 18-20 градуса по Целзий през цялата година , независимо дали има хора в него).

какъв е резултатътТермопомпата под формата на нискотемпературен климатик въздух-въздух е най-лесният и достъпен начин за спестяване на отопление, което може да бъде двойно по-важно при ограничение на електрическата мощност. Напълно съм доволен от монтираната отоплителна система и не изпитвам никакъв дискомфорт от нейната работа. В условията на Московска област използването на въздушна термопомпа е напълно оправдано и ви позволява да възстановите инвестицията не по-късно от 2-3 години.

Между другото, не забравяйте, че имам и Instagram, където публикувам напредъка на работата почти в реално време -