В климатических условиях нашей страны тепловой насос для отопления дома использовать не всегда просто (за исключением южных регионов). Но, и в других регионах его научились применять. Естественно, для нормального функционирования такого устройства потребуется постоянный источник, у которого можно брать тепловую энергию.
Тепловые насосы относят к альтернативным вариантам отопления, их популярность за последнее время очень возросла. Такое оборудование и его монтаж стоит дорого, поэтому позволить его себе может не каждый.
Геотермальный тепловой насос для отопления дома позволяет преобразить 1 кВт электроэнергии в 4 или 5 кВт теплоэнергии независимо от показателей наружной температуры.
Применение теплонасоса позволяет отказаться от использования газа. Что это за устройство, и как его используют, будет рассматриваться в нижеизложенном материале.
Немножко истории
Концепция геотермальных насосов появилась в 1852 году, ее автор британский инженер-физик Уильям Томсон. А практическое применение данных устройств началось через 90 лет во время экспериментов изобретателя Р. Вебера.
В 40-х годах двадцатого столетия геотермальный насос стал известен своей эффективностью, но по-настоящему он стал востребованным в 70-е годы, когда стали проявлять интерес к сбережению энергоресурсов.
Как действует данный механизм
Всякая среда имеет определенную величину теплоэнергии. Применить ее для согрева дома дает возможность теплонасос.
Принцып работы тепловых насосов для отопления дома, основан на перемещении теплоэнергии от источников к теплоносителю, действия осуществляет следующим образом:
- Носитель тепла подается в трубу, которая проложена, например, в земле. В трубе он прогревается на пару градусов.
- Далее носитель тепла поступает в обменник тепла. На внутренний контур обменника тепла или испарителя поступает накопленная теплоэнергия.
- Внешний контур оснастили веществом - халдагент. Он характеризуется невысокой температурой закипания. После воздействия невысоким давлением, халдаген прогревается и меняет свое состояние на газообразное.
- В таком виде халдаген переходит в компрессор, здесь его сжимают под влиянием повышенного давления. Таким путем вещество немного повышает свои температурные показатели.
- Прогретый газ идет в конденсатор, здесь теплоэнергия переходит к носителю тепла во внутреннюю обогревательную сеть.
- Передавший теплоэнергию халдаген, направляется в магистраль уже как жидкость.
Сходство работы с холодильными установками
Работа теплонасосов основана также, по этим причинам некоторые модели данных механизмов с успехом применяют в летнее время в роли кондиционеров.
Конструкционные особенности этих механизмов
Самое наглядное понятие о конструктивном устройстве таких механизмов можно получить, изучив их деление по типу носителя тепла на разных контурах конструкции. Источником энергии при этом служат:
- Вода. Это могут быть источники или водоемы.
- Грунт.
- Воздух.
Внутри жилья та тепловая энергия, которую получили, применяется в трубах отопления, для прогрева воды и воздушного кондиционирования.
Деление устройств по типу совмещения функциональных возможностей: вид «грунт и вода»
Такой альтернативный тип, при котором извлекается теплоэнергия из грунта, называют самым эффективным. Потому, что уже через пять метров на глубине показатели температуры довольно стабильные, и не меняются от погодных перемен.
В роли носителя тепла на верхнем контуре используют специальную жидкость, ее именуют рассолом. Этот продукт является экологически безвредным.
Внешний контур механизма «грунт и вода» делают из пластиковых трубопрокатных материалов. Его в земле устанавливают горизонтально или вертикально.
При первом виде установки, как правило, требуются работы на большом пространстве – до 50 м2. Зона, которую отвели для такого устройства, не разрешают использовать в посадочных мероприятиях. В этой ситуации допускают только посадку газона, или цветов, которые растут один год.
Для постройки конструкции вертикального вида, нужно проделать скважины глубиною от 60 до 150 м. На этом расстоянии показатели температуры повышенные и стабильные.
Поэтому отопление дома геотермальным тепловым насосом такого вида считают наиболее эффективным. Чтобы транспортировать тепловую энергию, в данной ситуации применяют специальные зонды.
Устройство «вода и вода»
Тепловые насосы для отопления дома «вода вода» становятся тоже очень выгодным решением, потому, что температурные показатели жидкости на больших глубинах довольно высокие и стабильные. В роли источника теплоэнергии применяют:
- водоемы открытого типа (например, любое озеро или речка);
- грунтовые воды (например, скважину или колодец);
- сточные воды производственных технологических процессов (обратная водоподача).
Больших различий между двумя этими конструкциями нет. Самые маленькие затраты идут на сооружение конструкции, которая использует теплоэнергию открытого водоема. Заготовки с носителем тепла оснащают грузом и погружают в воду.
Когда используется потенциальная возможность грунтовых вод, то применяют устройства повышенной сложности. Иногда нужно возводить еще один колодец для сбрасывания жидкости, которая протекает через обменник тепла.
Вид «воздух и вода»
Отопление дома тепловым насосом «воздух вода» называют универсальным способом. Эффективность данного устройства ниже, чем у описанных ранее моделей.
Все потому, что в холодное время года происходит снижение работоспособности этого механизма. Для устройства данного сооружения не потребуются работы по изъятию грунта и строительству глубоких скважин.
Необходимо только подобрать и смонтировать подходящее оборудование, к примеру, на крыше жилья.
Эта конструкция имеет явные преимущества. Они заключаются в возможностях вторично применять тепло, которое уходит из прогреваемого тепловым насосом помещения с воздухом или водой, и еще в виде дыма.
ВАЖНО! Чтобы возместить нехватку мощности насоса в зимнее время нужно предусмотреть альтернативные виды отопления на этот период.
Насосы «воздух и воздух»
Отопление дома тепловым насосом «воздух воздух» является самым дешевым вариантом. Все дело в том, что тепловой насос воздух воздух для отопления дома не нуждается в проведении сложных работ по созданию традиционной сети водяного обогрева в доме.
Преимущества использования теплового насоса в отоплении дома:
- Длительный период использования без ремонта;
- Двойной режим функционирования. В зимний период это обогрев, а в летнее время – охлаждение.
- Ниже расходы на эксплуатацию, если сравнить с другими обогревательными системами.
- Надежность автоматического режима функционирования.
- Пожаробезопасность. Эти устройства не содержат открытого огня, газа и других опасных смесей.
- Экономичность и высокий показатель преобразования энергии.
- Невысокие требования к системе вентиляции дома.
- Применение замкнутого контура и, как результат – большая экономия на затратах на эксплуатацию.
- Легкая интеграция в любой тепловой сети.
- Пользователи оплачивают только третью часть использованных ресурсов на обогрев жилья. Остальное природа поставляет бесплатно. Соответственно экономия в данной ситуации составляет 75% от средств, потраченных на обогрев дома.
Как сделать такой насос собственноручно
Организовать отопление дома тепловым насосом своими руками совсем не трудно. Применять такие устройства очень выгодно.
В жилье на 400 кв.м такая установка окупается за несколько лет, и высокая цена устройства при этом не становиться помехой.
Те, кто имеет дом с меньшими габаритами, ставят теплонасосы, сконструированные своими руками. Для такой работы понадобятся знания таких нюансов:
- Вначале необходимо приобрести компрессор. Это может быть механизм, предназначенный для кондиционера. Он обычно крепится на стенку.
- Следующая не менее важная часть сооружения, именуемая конденсатором, может быть сконструирована самостоятельно. Для нее нужен змеевик из медной трубы, толщиною не менее 1 мм, который размещают в пластиковый или металлический корпус. Вместо корпуса можно использовать бачок, подходящий по габаритам. Его разрезают, и после установки змеевика сваривают. Испаритель также укрепляют на стенке.
- Окончательный этап сооружения, а именно: пайку, закачку фреона и т.д., следует поручить грамотному мастеру. Неправильное проведение таких работ может принести вред оборудованию, и нанести вред в виде полученных травм самому человеку.
- Вначале устройство подключается к обогревательной сети.
- Далее проводят монтаж и подведение внешнего контура. Особенности работы при этом действии зависимы от типа теплонасоса.
- До запуска тепломеханизма рекомендуют провести проверку электропроводки и счетчика. Если оборудование старое, то его рекомендуют поменять. Счетчик рекомендуют использовать с мощностью не менее сорока ампер. Без этого полноценная работа теплового насоса отопления дома не возможна.
Тепловой насос для отопления дома не всегда может оправдать возложенные на него надежды. Чаще всего такие проблемы возникают без верных термодинамических подсчетов. В итоге выходит сеть, которая работает с недостаточным показателем мощности.
Или возникает потребность в больших расходах на оборудование высокой мощности. Для правильного выбора системы с оптимально подходящими параметрами мощи, рекомендуют брать в учет тепловые потери сооружения, и много других параметров.
Уместно эти расчеты возложить на грамотного инженера – проектировщика.