Выбираем эффективный тепловой насос

Тепловой насос является своего рода универсальным устройством, выполняющим функции, как обогревателя, так и кондиционера. Он оборудован системой охлаждения аналогичной той, что используется холодильниками и кондиционерами. В зависимости от потребности тепловой насос может и нагревать и охлаждать воздух в помещении.

Чтобы охладить «домашний» воздух летом, насос забирает от него тепло и отдает его во внешнюю среду. Зимой такой насос собирает тепло снаружи дома и передает его внутрь дома.

Режимы работы типичного теплового насоса

тепловой насос Viessmann Vitocal

Тепловой насос Vitocal 350-A от всемирно известного производителя Viessmann. Оснащен специальным компрессором Compliant Scroll и обеспечивает температуру горячей воды до 60 градусов Цельсия.

Если воздух на улице не имеет достаточно тепла, чтобы тепловой насос поддерживал необходимую температуру внутри дома, на этот случай он оборудован нагревательными спиралями. Они включаются, когда температура за окном падает ниже -7 градусов и обеспечивают поступление дополнительного количества тепла. Фактически он начинает работать в режиме электрической печи.

Тепловой насос: теплообменники

Как правило, тепловые насосы оборудованы двумя отдельными теплообменниками. Один из них устанавливается снаружи дома (наружный), а другой – в доме (внутренний). Внутренний теплообменник оснащен нагревательными спиралями, вентилятором и змеевиком наполненным хладагентом.

как работает тепловой насос

Из чего состоит типичный тепловой насос:

  1. Теплообменник для передачи тепла земли непосредственно к внутреннему контуру.
  2. Компрессор.
  3. Теплообменник для передачи тепла из внутреннего контура к отопительной системе.
  4. Дроссель для снижения давления.
  5. Рассольный контур и земляной зонд.
  6. Отопительный контур и ГВС.

компактный теплообменник limnion

Пример уникального компактного теплообменника Limnion LIMA-1, который монтируется в водоеме рядом с домом.

Наружный теплообменник состоит из компрессора, вентилятора и змеевика с хладагентом. Обычно он устанавливается рядом с домом на бетонном основании либо же на крыше дома. Наружный теплообменник соединяется с системой коробов в доме при помощи своих коробов.

Отметим, что внутренняя система коробов может быть установлена под полом либо над потолком. Также обязательно нужно установить систему коробов, по которым воздух будет возвращаться.

Показатели эффективности работы

Эффективность нагрева, который производит тепловой насос, определяется коэффициентом эффективности нагрева. Этот коэффициент вычисляется отношением количества тепла, которое произвел насос за один час времени (измеряется в британских тепловых единицах в час — БТЕ/ч) к электроэнергии, потребленной насосом за такое же количество времени (ватт-часы).

схема работы геотермального теплового насоса

Схема работы геотермального теплового насоса и его взаимодействие с источниками тепла.

Насос тем эффективнее, чем выше получился этот коэффициент. Т.е. коэффициент эффективности нагрева прямо пропорционален количеству тепла, которое произвел насос за единицу потраченной энергии. Кроме того эффективность теплового насоса оценивается еще и по Фактору сезонной нагревательной эффективности. Он является отношением общего количества тепла произведенного насосом за сезон к общему количеству затраченной им электрической энергии за этот же отрезок времени.

тепловой насос Viessmann Vitocal 200-G

Тепловой насос Viessmann Vitocal 200-G является одной из наиболее популярных моделей не только в СНГ, но и в Европе.

Эффективность охлаждения воздуха тепловым насосом определяется Сезонным отношением эффективности по затраченной энергии. Этот коэффициент считается отношением средней производительности насосом холода за сезон, измеряемой в БТЕ/ч к потребляемой энергии в ватт-часах.

Принцип работы теплового насоса

Рассмотрим тепловой насос, который работает по принципу воздух-воздух. Как мы ранее выяснили, когда насос работает на обогрев дома, он забирает тепло снаружи и отдает его в дом. В этом случае хладагент, проходящий в змеевике наружного теплообменника, нагревается под воздействием воздуха снаружи дома.

схема работы теплового насоса

Схема теплового насоса демонстрирует, что компрессор насоса и теплообменники играют ключевую роль в его функционировании.

В змеевике он находится в газообразном состоянии. Далее хладагент следует к компрессору, где под давлением сжимается, и его температура еще больше повышается. Нагретый сжатый газ поступает в змеевик внутреннего теплообменника и передает тепло воздуху, циркулирующему над змеевиком. Охлаждаясь, хладагент переходит в жидкое состояние и идет в расширительный клапан, где он опять нагревается и переходит в газообразное состояние.

как работает тепловой насос воздух-воздух

Схема работы теплового насоса по типу “воздух-воздух” в режиме нагрева. Основные элементы:

  • змеевик теплообменника, монтируемый за пределами дома
  • наружный теплообменник
  • расширительное устройство
  • реверсивный клапан
  • компрессор
  • нагретый хладагент
  • охлажденный хладагент
  • расширительный бак
  • короб-воздуховод
  • электрическая нагревательная спираль
  • змеевик с хладагентом, расположенный внутри теплообменника
  • возвращаемый воздух.

В таком виде он поступает обратно в змеевик наружного теплообменника и цикл повторяется. Когда тепловой насос переключают в режим охлаждения, хладагент начинает свой путь в обратном направлении.

За смену направления циркуляции хладагента отвечает специальный реверсивный клапан.

Блуждающий по внутренним коробам дома воздух отдает свое тепло хладагенту через змеевик внутреннего теплообменника, а хладагент в свою очередь, поступая в змеевик внешнего теплообменника, отдает полученное тепло во внешнюю среду.

Другие типы и разновидности

Как вы уже поняли, тип теплового насоса воздух-воздух является наиболее распространенным, однако, не единственным. Существуют и другие типы насосов, реже встречающихся, но от этого не менее интересных по своему строению и работе. Насос типа воздух-вода имеет внешний змеевик, который находится в озере или колодце. Хладагент, проходящий по этому змеевику, в режиме нагрева забирает тепло у воды и передает внутрь дома, а в режиме охлаждения отдает собранное в доме тепло воде.

тепловой насос воздух-вода

Схематическое изображение теплового насоса типа “воздух-вода”. Обратите внимание на кольцевую линию циркуляции хладагента, которая размещается в колодцах либо в водоеме.

Также существует такой тип тепловых насосов как воздух земля. Из его названия можно догадаться, что он работает по принципу теплообмена между землей снаружи дома и воздухом внутри него. В системе такого насоса закольцованный внешний змеевик находится в земле на глубине от 1,2 до 1,8 метров.

В режиме нагрева хладагент, прокачиваемый насосом через этот змеевик, забирает тепло от земли и передает его внутреннему воздуху дома. В охладительном режиме аккумулированное тепло дома отдается земле. Сам хладагент является смесью воды и антифриза. Принцип работы такого теплового насоса аналогичен насосу типа воздух-воздух.

тепловой насос типа воздух-земля

Схема размещения теплового насоса типа “воздух-земля”. Закольцованный змеевик закапывается в землю на глубину от 1 до 2 метров.

Такие системы тепловых насосов имеют большое количество вариаций и если вы решили установить у себя одну из них, пригласите хорошего инженера. Он качественно спроектирует, и будет наблюдать за процессом монтажа системы.

Видео с отзывом владельца геотермального теплового насоса

Насколько тепловой насос – действительно эффективное устройство? Об этом можно послушать человека, который на собственном опыте узнал все преимущества и недостатки такого типа устройств.

Обслуживание теплового насоса

Если вы рассчитываете на долгосрочную и эффективную работу теплового насоса, установленного в вашем доме, вам необходимо время от времени проводить некоторые профилактические мероприятия.

эффективный теплонасос воздух-вода

Теплонасос класса “воздух-вода” NIBE применяется не только в отопительных системах, но и для обеспечения горячей воды или, опять же, подогрева воды.

Старайтесь как можно чаще проверять и чистить фильтр системы возврата воздуха, поскольку загрязненный фильтр способствует значительному снижению расхода воздуха и как следствие в высокой степени влияет на работоспособность всей системы. Проверять фильтр большинство производителей рекомендуют не реже, чем один раз в месяц.

Следите за маслом

При запуске системы теплового насоса проследите за тем, что бы масло в картере насоса было нагретым, так как если оно будет охлажденным и вязким система может выйти из строя.

мощный тепловой насос

Как видите, современный тепловой насос занимает крайне мало места и порой выглядит, как обычный внешний кондиционер.

Для этой цели существует система подогрева масла, которая работает при включенной системе. Поэтому за несколько часов до запуска системы подключите ее к сети и дайте маслу разогреться.

Чистка теплообменника

Время от времени занимайтесь чисткой наружного теплообменника. Перед тем как приступить к чистке теплообменника обесточьте его. Затем открыв теплообменник, удалите из него сухие листья и другой мусор. Промойте змеевик из шланга водой. Протрите приборы управления, что бы удалить из них накопившуюся грязь. Также при необходимости прочистите дренажные отверстия.

геотермальный тепловой насос HEWALEX

Геотермальный тепловой насос WKE от польской фирмы HEWALEX.

Проверьте проводку

Кроме того проверяйте проводку и линии подключения внутреннего и наружного теплообменников. Трубопроводы и соединительные шланги не должны иметь протечек. Если таковые обнаружились, попытайтесь уплотнить такие места. Если уплотнение не спасает ситуацию, замените трубы. Проверьте электрические соединения: прочно ли они закреплены. Разболтавшиеся соединения нужно затянуть.

низкотемпературный тепловой насос воздух-вода

Низкотемпературный тепловой насос AHP10L класса “воздух-вода”.

Смажьте двигатель и вентиляторы

Если двигатель и вентилятор теплового насоса имеют точки смазки, смазывайте их не реже раза в год маслом № 20 без детергентов. Только не переборщите с количеством смазочного масла, достаточно будет двух-трех капель на точку.

Очистите змеевик теплообменника

Периодически пылесосьте змеевик наружного теплообменника.

тепловой насос френетта

Некоторые умельцы собирают тепловые насосы Френетта своими руками. Обладая простой конструкцией (стальные диски вращаются внутри цилиндра с маслом), данный насос демонстрирует отличные показатели КПД.

тепловой насос для бассейна

Тепловой насос XHP 40 используется для постоянного обогрева воды в бассейне.

5 шагов проверки теплонасоса на работоспособность

Если ваша система на сервисном обслуживании, проследите за тем, что бы следующие дополнительные работы были обязательно проведены:

  1. Проверка уровня масла в компрессоре.
  2. Проверка работоспособности аппаратуры контролирующей давление воздуха, а также датчика сброса давления.
  3. Проверка напряжения, которое подается на электродвигатели и аппаратуры управления этими электродвигателями.
  4. Регулировка скорости вращения вентилятора и датчика температуры в термостате.
  5. Проверка системы циркуляции хладагента на предмет утечек и при необходимости добавление хладагента в систему.

Как видите, тепловой насос – это совершенно потрясающее устройство, которое одним махом решает множество проблем по обогреву здания или даже когда требуется банальное поддержание нормальной температуры в бассейне.

Как заменить резиновые прокладки в кране Использование распылителя краски для стены Основные принципы работы систем водяного отопления Как прочистить забившийся унитаз