Тепловой насос воздух вода схемы устройство и сооружение своими руками

Тепловой насос «воздух-воздух» — отопление при морозе -20°С

Тепловой насос, которому посвящена эта статья, в отличие от других модификаций подобного устройства (в частности, вода-вода и грунт-вода), обладает рядом достоинств:

• экономит электричество;
• для установки не потребуются масштабные земельные работы, бурение скважин, получение специальных разрешений;
• если подключить систему к солнечным батареям, то можно обеспечить полную ее автономность.

Веское преимущество тепловой системы, извлекающей энергию ветра и передающей ее воде, заключается в стопроцентной экологической безопасности.

Перед тем, как приступать к конструированию насоса, необходимо выяснить, в каких случаях система проявляет себя максимально эффективно, а когда ее использование не целесообразно.

Тепловой насос продуктивно работает исключительно в температурном диапазоне от -5 до 7 градусов. При температуре воздуха от 7 система будет вырабатывать больше тепла, чем необходимо, а при показателе ниже -5 – недостаточно для обогрева. Это связано с тем, что концентрированный фреон, находящийся в конструкции, закипает при температуре -55 градусов.

Теоретически система может вырабатывать тепло и в 30-градусный мороз, но его будет недостаточно для обогрева, ведь теплопроизводительность напрямую зависит от разности температуры кипения хладагента и температуры воздуха. Поэтому жителям Северных регионов, где холода наступают раньше, эта система не подойдет, а в домах Южных областей она сможет эффективно прослужить несколько холодных месяцев.

Если в помещении установлены стандартные батареи, то тепловой насос будет работать менее эффективно. Лучше всего устройство воздух-вода сочетается с конвекторами и иными радиаторами с большой площадью, а также с системами «теплый пол», «теплые стены» водного типа. Также само помещение должно быть хорошо утеплено снаружи, обладать встроенными многокамерными окнами, обеспечивающими лучшую теплоизоляцию, чем обычные деревянные или пластиковые.

Самодельный тепловой насос сможет эффективно обогревать дома площадью до 100 кв. м и гарантировано выдавать мощность в 5 кВт. Следует понимать, что фреон невозможно залить достаточно качественно в конструкцию, созданную в бытовых условиях, поэтому следует рассчитывать на температуру его кипения до -22 градусов. Устройство домашней сборки идеально подойдет для снабжения теплом гаража, теплицы, подсобных помещений и др.

Система обычно используется в качестве дополнительного обогрева. Электрокотел или иное традиционное оборудование для отопительного сезона потребуется в любом случае. Во время сильных морозов (-15-30 градусов) тепловой насос рекомендуется выключать, чтобы избежать растрат электроэнергии, ведь в этот период его эффективность составляет не больше 10%.

Рабочее вещество в конструкции – воздух. Через наружный блок, устанавливающийся на улице, кислород по трубам поступает в испаритель, где взаимодействует с хладагентом. Фреон под действием температуры становится газообразным (поскольку закипает при -55 градусах) и в нагретом виде под давлением поступает в компрессор. Устройство сжимает газ, тем самым увеличивая его температуру.

Горячий фреон поступает в контур накопительного бака (конденсатора), где происходит отдача тепла воде, которую впоследствии можно использовать для организации отопления и ГСВ. В конденсаторе фреон лишается только части своего тепла, и все еще находится в газообразном состоянии. Проходя через дроссель, хладагент распрыскивается, в результате чего его температура понижается. Фреон становится жидким и в таком виде переходит в испаритель. Цикл повторяется.

Система теплового насоса состоит из четырех основных элементов:

• наружного блока;
• емкости теплообменника-испарителя;
• блока для компрессора;
• накопительной емкости (конденсатора).

Рассмотрим особенности конструирования каждого из блоков.

Для создания внешнего блока понадобится:

• Корпус. Традиционно подходит блок из-под сплит-системы, стиральной машины, другой габаритной техники, иногда сооружают самостоятельно путем приваривания металлических элементов. Важно после сборки обработать металл антикоррозийной краской порошкового типа.
• Вентилятор. Изделие можно позаимствовать из старой рабочей системы кондиционирования или приобрести отдельно.

Модель вентилятора должна обладать широкими пластиковыми лопастями и, желательно, с отсоединяемым мотором, чтобы предоставилась возможность подключить его к датчику.

В наружный блок можно установить испаритель и вспомогательные элементы для его работы, но целесообразнее эти детали поместить в отдельный корпус.

Устанавливают наружный блок на расстоянии 2-10 м от дома. Важно построить под него фундамент и поставить навес, чтобы защитить конструкцию от осадков. Также необходимо закрепить решетку перед вентилятором, чтобы избежать попадания грязи, мусора, листьев в лопасти вентилятора и трубы. Дополнительно желательно установить обогреватели, защищающие боковины и панели от обледенения. В этом случае дополнительное прогревание корпуса не понадобится.

Место для установки блока должно быть хорошо вентилируемым, находиться в отдалении от источников открытого огня.

Испаритель можно приобрести в готовом виде, воспользовавшись услугами поставщиков в сети, или создать самостоятельно. Для этого понадобиться 80-литровый бак и медная проволока диаметром 10 мм и толщиной не менее 1 мм. Длина высчитывается индивидуально с учетом требуемой мощности. Для устройства 5 кВт можно взять 10 м. В испарителе будет происходить нагрев и циркуляция фреона, а также контакт с воздухом.

Для создания теплообменника нужно сконструировать змеевик. Для этого проволоку обматывают вокруг толстостенной трубы с диаметром, не превышающим ширину бака. Важно оставить срезы, выступающие за высоту корпуса. Они понадобятся для соединения змеевика с другими элементами системы – компрессором и накопительным баком.

В корпус врезают 2 штуцера для подсоединения трубопроводов, создают два разъема для выхода проволоки. Соединения герметизируют.

Крепят готовую конструкцию с помощью L-образных кронштейнов.

Рекомендуется дополнительно установить на испаритель реле оттаивания, поскольку в баке будет происходить циркуляция воздуха, температура которого отрицательная. В этом случае конденсат, скапливающийся в системе, может привести к обледенению испарителя. Также, чтобы исключить образования влаги, можно внедрить в систему фильтр-осушитель.

Для установки компрессора потребуется отдельный корпус со звуко- и виброизоляцией, поскольку практически все модификации устройства шумят во время работы.

Компрессор можно взять б/у из-под холодильника, кондиционера или приобрести новую модель.

Для тепловых насосов подойдут следующие виды компрессоров:

1. Роторные компрессоры являются самыми недорогими, но обладают рядом недостатков – шумят, обладают малой эффективностью и служат 8-10 лет.
2. Спиральные модификации устанавливают во все современные модели кондиционеров, холодильников. Они долговечны (15-20 лет), бесшумные, эффективные, но отличаются высокой стоимостью.
3. Поршневые модели преимущественно устанавливают на промышленные холодильники. Изделия обладают хорошим КПД, долговечные (15-20 лет), но крайне шумные и дорогие.

Для теплового насоса необходимо подобрать компрессор однофазной модификации. Перед покупкой важно узнать, с каким видом фреона работает устройство. Желательно приобрести модель, работающую на R22, лучше на R422. С хладагентом данного вида работать проще, чем с любым другим видом фреона.

Компрессор подсоединяют трубками к блоку испарителя и конденсатора. Благодаря устройству фреон увеличивает свою температуру.

Для изготовления конденсатора понадобиться корпус из-под 100-литрового бойлера или любой другой нержавеющий бак такого же объема. Также необходим змеевик, выполненный из медной трубки. На насос мощностью 5 кВт можно взять 12-метровую проволоку. По трубке змеевика будет проходить горячий фреон, благодаря чему происходит нагревание воды.

Шаг №1: Создание змеевика

Для изготовления змеевика понадобиться медная проволока диаметром не меньше 26 мм и толщиной стенки от 1 мм. Ее необходимо намотать на трубу, имеющую меньшее поперечное сечение, чем у бака. Высота спирали должна совпадать с высотой корпуса. Важно оставить выпуски трубы за пределами емкости, чтобы иметь возможность подсоединить змеевик с испарителем и компрессором.

Check Also

Установка теплового насоса воздух – воздух своими руками

Многие простые вещи, которые окружают людей, являются источником энергии. Главное — это научиться правильно их использовать, тогда решить вопрос о том, как сделать тепловой насос своими руками, можно будет очень просто.

Для того чтобы прибор работал, температура среды должна быть выше 1 градуса тепла, при этом сохранять тепло почва способна даже на глубине и под снегом. Из земли или воздуха тепло перемещается к контуру отопления и используется по назначению.

Принцип работы прибора такой:

• трубопровод, находящийся под землей, наполняется водой, воздухом или грунтом, и за их счет нагревается;
• носитель тепла переходит в испаритель, затем передает его во внутренний контур;
• во внутреннем контуре имеется фреон, гликолевая смесь или спиртовая вода (хладагент). В испарителе вещество нагревается и преобразуется в газ;
• потом газообразное вещество переходит в компрессор, под высоким давлением сжимается и нагревается;
• нагретый газ переходит в конденсатор, после чего его энергия идет в теплоноситель отопительной системы дома;
• когда цикл преобразования хладагента в жидкость заканчивается, вещество теряет тепло и возвращается в систему.

Check Also

Схема водопровода из колодца Обеспечение качественного водоснабжения на даче – это одна из важнейших задач хозяина. О комфорте проживания вне городской суеты иначе можно не мечтать. Когда нет возможностей подсоединиться к водопроводу из-за его отсутствия, …

насосы для дренажа DP, EF, DPK, SL1, SLV емкость для KP150A1 / KP250A1 емкость для KP150A1 / KP250A1 АV1 — вертикальный поплавковый выключатель Погружной дренажный насос Grundfos Unilift KP 150 А1, KP 250 A1, KP …

Какой насос для прокачки лучше выкачивает всю грязную воду из скважины Устройство любой скважины с установкой буровых обсадных труб на дно водоносного слоя, сопровождается оседанием в водозаборной области большого количества земляной породы, ухудшающей технические характеристики …

Как правильно подключить и установить дренажный насос, схема подключения Одним из оптимальных и эффективных решений для борьбы с частым подтоплением цокольных помещений является использование дренажных насосов. Их преимуществом является и то, что подключенный погружной электрический …

Без воды современный человек не может существовать. Она применяется не только в питьевой сфере, но и хозяйственной. Для тех, кто живёт вдали от города, скважина и колодец, единственные источники воды. Перед совершением работ по прокладке …

Как сделать кессон для скважины своими руками — различные варианты Для защиты источника от воздействия низких температур можно построить кессон для скважины своими руками. Такая работа не потребует специальных навыков, однако для ее выполнения необходима …

Ó íàñ â ïðîäàæå îãðîìíûé âûáîð íàñîñîâ è íàñîñíîãî îáîðóäîâàíèÿ. Âû ìîæåòå êóïèòü ïåðåíîñíîé ïîãðóæíîé ãðÿçåâîé íàñîñ Ãíîì ó íàñ ïî íèçêîé öåíå Ïåðåíîñíîé öåíòðîáåæíûé ïîãðóæíîé íàñîñ äëÿ çàãðÿçíåííûõ âîä òèïà ÃÍÎÌ ïðåäíàçíà÷åí äëÿ îòêà÷êè …

В любом частном доме за городом одной из приоритетных работ является проведение водопровода. Такое дело нельзя назвать простым, особенно, если постройка давно не новая, однако многие работы по устройству водопровода под силу сделать даже своими …

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН И ПЛАСТОВ По результатам изучения скважины в период восстановления пластового давления строят кривые спада дебита: по оси абсцисс откладывают время замера после закрытия скважины в с, по оси ординат – величину …

Лицензия на воду: полное руководство по лицензированию скважин Лицензия на воду официально называется «Лицензия на право пользования участком недр в целях добычи подземных вод, используемых для технологического обеспечения водой объектов промышленности». Расшифруем это название по …

Как создать систему водоснабжения из колодца своими руками? Планируя провести автономный водопровод, в качестве источника человек достаточно часто использует колодец: его можно вырыть на любом участке, причем достаточно просто и недорого. Решение вопроса таким способом …

Как правильно выбрать и рассчитать поверхностный центробежный насос для индивидуального водоснабжения Поверхностные насосы являются одними из наиболее востребованных видов насосного оборудования в домашнем хозяйстве. С их помощью производят полив, наполнение и осушение бассейнов, искусственных прудов, …

Установка теплового насоса. Как Это происходит? 

В этой статье мы рассмотрим, как происходит установка теплового насоса воздух-воздух от А до Я. 

 Все начинается с доставки техники по адресу заказчика. Технику заносят в помещение, и сразу проверяют на комплектность  и целостность. Инструмент для монтажа заносят следом.

Затем, с заказчиком утверждается место установки блоков теплового насоса – внутреннего и внешнего.

 Начинается установка с разметки крепления под внутренний блок теплового насоса

 и разметки крепления кронштейнов под внешний блок теплового насоса.

 Затем намечается место бурения отверстия из помещения наружу для дальнейшей прокладки межблочной магистрали.

 Отверстие наружу бурится с небольшим уклоном в сторону улицы для того, чтобы (конденсат) вода из внутреннего блока теплового насоса самотёком отводилась на улицу.

Перед процессом бурения желательно накрыть предметы в помещении монтажной пленкой для защиты от пыли.

Процесс бурения отверстия наружу. 

После того, как отверстие наружу готово, можно крепить на размеченные места кронштейны для наружного блока и планку-держатель внутреннего блока. 

Затем на кронштейны устанавливается наружный блок теплового насоса и закрепляется болтами и гайками. 

Следующий шаг – измерение длинны трассы теплового насоса. Поскольку внешний блок теплового насоса установлен и планка под внутренний блок тоже, измерить точную длину межблочной трассы несложно. 

Ответственный момент – изготовление трассы теплового насоса.

 Медные трубы режутся специальным труборезом.

 Процесс резки труб труборезом. 

К трубам в изоляции крепится межблочный кабель, как правило, пятижильный. В некоторых случаях иногда добавляется еще и трехжильный кабель. Крепление происходит при помощи специального скотча через каждые 30 – 50 сантиметров.

После этого вся магистраль обязательно дополнительно обматывается белой тефлоновой лентой для защиты от солнца, дождя и холода.

Если не обмотать магистраль теплового насоса такой специальной тефлоновой лентой, через год-два изолятор под воздействием природных факторов потеряет свои изолирующие свойства, рассохнется и осыплется с медных труб. Тоже может произойти и с межблочным кабелем.

 После того, как трасса теплового насоса воздух-воздух проложена, приступают к подсоединению её к наружному и внутреннему блокам. Для начала на внешнем и внутреннем блоке теплового насоса, отвинчивают латунные крепежные гайки. Внутренний блок устанавливается на планку-держатель.  

С концов медных труб снимается изоляция. При необходимости трубы подрезаются труборезом. Торцы труб зачищаются, снимается фаска.   

На трубы надеваются латунные крепежные гайки. 

Трубы развальцовывают. Для этого используют специальное устройство – развальцовку. 

Процесс развальцовки медных труб для теплового насоса. 

Вид развальцованных медных труб. 

 Правильно сделанное вальцовочное соединение плотно прилегает к конусным креплениям, и не дает утечки фреона. 

Затем, к внутреннему и внешнему блоку теплового насоса подсоединяется межблочный кабель. Межблочная трасса теплового насоса готова. При необходимости, внутри помещения устанавливается декоративный короб, чтобы спрятать видимые части магистрали. Внутренний блок теплового насоса плотно защелкивается на планке.

Установка теплового насоса подошла к заключительному этапу. В конце установки проводится вакуумирование межблочной трассы.

Вакуумирование бытовой сплит-системы происходит в течение двадцати – тридцати минут и зависит от мощности теплового насоса и длинны трассы. После вакуумирования в систему запускается фреон – при помощи шестигранных ключей открываются вентили теплового насоса. Вентили открываются вращением шестигранных ключей в направлении – против часовой стрелки.

• Низкокалорийный  энергоноситель (воздух), кипятит хладагент, залитый в циклический контур, который соединяет испаритель (улавливатель тепла) с конденсатором (тепловым излучателем).
• В конденсаторе пары хладагента переходят в иное агрегатное состояние (жидкость) и отдают энергию отопительной системе.
• После этого жидкий хладагент вновь уходит к испарителю, где превращается в пар. И все начинается сначала.

Достоинства и недостатки воздушных тепловых насосов

Если не вдаваться в технические подробности, принцип работы теплового насоса воздух-вода заключается в следующем:

• Низкотемпературные тепловые насосы воздух – вода состоят из контура, по которому циркулирует фреон, испарителя, конденсатора и компрессора.
• В испарителе создаются условия для преобразования фреона в газообразное состояние. При этом, поглощается тепло из окружающей среды.
• Газ направляется в компрессор, где создается высокое давление, при котором фреон разогревается до температуры 120-125°С и впрыскивается в конденсатор.
• Газ в конденсаторе преобразовывается в жидкость, которая отдает тепло.

Данный принцип действия используется во всех тепловых насосах, разница заключается только в различных источниках, для получения тепловой энергии: земля, вода, воздух и т.д.

Производительность теплонасосов напрямую связана с температурой окружающей среды. Эта особенность гарантирует возможность применения ТН воздух-вода в средней и южной полосе России.

Тепловой энергии, получаемой в процессе разогрева фреона, хватит, чтобы нагреть теплоноситель до 65°С. Этой температуры более чем достаточно, для удовлетворения потребностей в горячем водоснабжении и отопления дома, радиаторной системой и теплыми полами.

Данный принцип работы использует низко потенциальную тепловую энергию, что ограничивает эксплуатацию устройства, внешними факторами. Оптимальная температура для теплонасоса воздух-вода, не ниже -10°С (в некоторых моделях 15-20°С). Когда значение падает ниже нормы, работоспособность оборудования резко снижается.

• При падении температуры окружающей среды, насос начинает работать с постоянно увеличивающейся нагрузкой.
• Когда показатели доходят до критичных отметок, включается резервный источник тепла: котел, работающий от электричества, жидкого и твердого топлива или газа, обеспечивающий повышение КПД.
• Как только, температуры окружающей среды достаточно для полной производительности, котел отключается.

Контроль над включением-отключением отопительного оборудования осуществляется вручную или при помощи автоматики. Опыт эксплуатации показывает, что оптимально будет выполнить подключение в качестве резерва электрокотла.

Ограничение по температуре наружного воздуха делает нецелесообразным и даже невозможным установку воздушного теплонасоса для северных широт.

Внешний блок имеет следующие конструктивные элементы:

• теплообменник;
• вентилятор;
• компрессор.

Внутренний блок состоит из следующих узлов:

• система управления тепловым насосом;
• циркуляционный насос;
• теплообменник.

Принцип действия теплонасоса воздух-вода

1. В процессе испарения теплоносителя в наружном блоке отбирается тепловая энергия от источника тепла, в данном случае из окружающего воздуха.
2. Теплоноситель поступает в компрессор, где при сжатии увеличивается его температура.
3. Нагретый до газообразного состояния, теплоноситель нагнетается в теплообменник внутреннего блока.
4. В этом блоке при помощи конденсации носителя нагревается жидкость отопительной системы, которая подается на радиаторы обогрева.
5. Охлажденный теплоноситель подается снова в наружный блок, и процесс повторяется снова.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что работа теплового насоса «воздух-вода» заключается в преобразовании и последующем переносе тепловой энергии из окружающей среды в отопительную систему жилого помещения.

Самодельный тепловой насос системы воздух-вода является одним из эффективных и недорогих устройств для дополнительного обогрева жилья. Изготовить и установить эту систему сможет любой желающий.

Дороговизна монтажных работ нередко становится причиной самостоятельной установки и запуска системы, что делает возможным мелкий ремонт и обслуживание без привлечения специалистов. Однако, надо иметь в виду, что многие фирмы отказывают в гарантийном или сервисном обслуживании, если установка производилась посторонними людьми.

Работа тепловых насосов регулируется автоматически, поэтому никакого особого ежедневного ухода эта система не требует. Все же рекомендуется периодически, хотя бы раз в год, осматривать все элементы системы, чтобы выявить возможные неполадки и предотвратить их. Владельцу теплового насоса следует:

1. Проверять состояние всех имеющихся фильтров и прочищать их.
2. Контролировать температуру масла в компрессоре (оно должно быть теплым).
3. Удалять мусор, попавший в наружный теплообменник.
4. Удалять пыль и грязь с температурных датчиков.
5. Проверять состояние проводки и линии подключения.
6. Осматривать шланги, трубы и места их соединений, выявляя протечки.
7. При необходимости смазывать соответствующие точки двигателя и вентилятора.

Обычно компрессор снабжен системой подогрева масла. Перед запуском насоса следует на несколько часов оставить его включенным, чтобы масло успело прогреться. Без этой предосторожности оборудование может очень быстро выйти из строя.

1. сварочный аппарат;
2. вакуумный насос (для проверки всей системы на вакуум);
3. баллон с фреоном, заправка которого осуществляется через специальный клапан (установку клапана в системе следует предусмотреть заранее);
4. температурные датчики, которые устанавливаются на капиллярные трубы на выходе из всей системы и на выходе из испарителя;
5. пусковое реле, предохранитель, дин-рейка и электрощиток.

На раме, сваренной из профильной трубы, устанавливается компрессор и ресивер

Все сварочные и резьбовые соединения при сборке следует выполнять максимально качественно, чтобы обеспечить абсолютную герметичность системы, по которой будет перемещаться фреон.

В том случае, если в роли источника низкопотенциальной энергии выступает вода в открытом водоеме, дополнительно необходимо изготовить коллектор, наличие которого предполагает принцип работы тепловых насосов данного типа. Если же предполагается использование воды из подземного источника, надо пробурить две скважины, в одну из которых вода будет сбрасываться после того, как пройдет всю систему.

Даже зимой в природных источниках на определенной глубине сохраняется положительная температура, поэтому из них круглый год можно извлекать тепловую энергию. Единственный недостаток установки – высокий расход электроэнергии и необходимость закупки дополнительного оборудования.

Основные элементы теплового насоса вода-вода:

• компрессор;
• испаритель;
• конденсатор;
• расширительного индукционного клапана;
• автоматическая система, осуществляющая контроль показателей;
• множественные магистрали из медных труб;
• рабочее вещество (хладагент).

С помощью специального насоса вода поступает по трубкам из источника в тепловую установку, после чего взаимодействует с газом (фреоном), закипающим при температуре 2-3 градуса. Фреон поглощает часть тепла воды и всасывается компрессором, где во время сжатия его температура повышается.

Далее хладагент поступает в конденсатор, после чего горячее вещество нагревает воду до заданной температуры (от 40 до 80 градусов), которая транспортируется по трубам системы отопления.

Охлажденная вода поступает в испаритель, затем сливается в приемную скважину. После прохождения конденсатора хладагент становится жидким и собирается на дне элемента, затем через дроссель возвращается в исходное место. Далее цикл повторяется.

Существует большое количество различных модификаций тепловых насосов, предназначенных для помещений любого назначения и размера, а также работающих в разных условиях. Оборудование предназначено для отапливания домов общей площадью 50 до 150 квадратных метров.

Качество воды скважины или водоема играет важную роль при выборе оборудования. Не все модели способны работать на жесткой воде, содержащей большое количество марганца и железа.

Высокая концентрация этих элементов вредит системе – на трубах быстрее образовывается коррозия, что ведет к уменьшению КПД оборудования и сроков его эксплуатации.

Поэтому перед покупкой теплового насоса берут пробу воды и делают ее анализ на наличие этих и других микроэлементов – сероводорода, аммиака, хлора и т.д. Обычно если в пруду температура превышает 13 градусов, то с большей долей вероятности в воде много ионов железа и марганца.

Таким образом, тепловой насос вода-вода подбирается с учетом жесткости воды. Есть системы, элементы которой максимально защищены от коррозии, но стоят они дороже.

Тепловой насос может использоваться в качестве единственного источника тепла или взаимодействовать с другими системами. Поэтому перед выбором модели важно определить, в каком режиме устройство будет работать.

Всего существует два типа функционирования системы:

• Моновалентный. Приборы обладают большой мощностью, подходят для отапливания дома.
• Бивалентный. Менее производительные устройства, дополняют основное обогревательное оборудование.

Для сооружения автономной системы с основным нагревательным агрегатом вода-вода, нужен моновалентный тип.

Мощность – важный показатель при выборе теплового насоса, так как от него зависит производительность системы. Чем выше мощность, тем выше КПД оборудования, но и расход электроэнергии больший.

При выборе устройства с недостаточной мощностью эффективность системы упадет в случае, если теплопотери дома превысят количество отдаваемой системой энергии. Тепловой насос может работать круглосуточно, но эффекта от него не будет из-за понижения температуры воды.

Когда теплопотери постройки ниже, чем теплоотдача системы, то насос обычно автоматически запускается на несколько минут, нагревает воду до установленной температуры, транспортирует ее по системе. После чего выключается до момента, когда температура понизится на несколько градусов. Затем цикл повторяется.

Характеристики

Особенности эксплуатации такого теплового насоса

Поскольку отопительная система с тепловым насосом «воздух-вода» — достаточное сложное техническое устройство, то ее монтаж лучше всего доверить высококвалифицированным специалистам.

Если вы решили оборудовать систему своими руками, то необходимо, прежде всего, правильно рассчитать время на установку отопления с тепловым насосом.

Этапы каждого вида монтажных работ могут составлять:

• подготовительные работы ориентировочно будут длиться 1–2 недели;
• установка наружного блока теплового насоса – 3–7 дней;
• оборудование внутреннего блока и монтаж отопительной системы – 1–2 недели;
• запуск и отладка работы – 2–3 дня.

Стоит также помнить, что при установке теплового насоса следует знать особенности монтажа, к которым можно отнести следующие моменты:

1. Внешний блок теплового насоса устанавливается недалеко от жилого помещения на расстоянии от 2 до 10 метров.
2. Желательно над наружным блоком установить навес, который будет защищать устройство от воздействия природных факторов.
3. Место для установки должно быть хорошо проветриваемым и находиться на значительном расстоянии от источников открытого огня.
4. Насос должен устанавливаться на крепкую металлическую основу.
5. Все трубные соединения теплового насоса должны иметь достаточное качество, которое достигается засчет вальцовки концов труб.
6. Монтаж отопительной системы нужно производить, учитывая тот фактор, что температура теплоносителя будет не очень высокой.

Совет специалистов: при оборудовании отопления с тепловым насосом «воздух-вода» наиболее оптимальным вариантом обогрева будет являться теплый пол.

Мы рассмотрели все особенности и характеристики теплового насоса «воздух-вода». Исходя из всего вышесказанного, можно смело утверждать: такая отопительная система является экономичным и эффективным средством обогрева, которая в скором времени завоюет достаточное внимание.

Раз в год необходимо проводить самостоятельный визуальный осмотру узлов насоса, выполнять рекомендации по техническому обслуживанию – своевременно смазывать детали, следить за корректностью работы прибора при перекачивании воды.

Некоторые виды оборудования нуждаются в регулярной проверке (обычно 1-2 раза в год) специалистов сервисного центра. В ходе проверки выявляют:

• протечки машинного масла через трещины в контуре;
• качество креплений и соединений;
• уровень давления в баках и контурах;
• неисправности в работе силовой проводки.

Монтаж теплового насоса вода-вода следует поручить обученным специалистам. Неэффективность системы чаще всего связана с ее неправильной установкой. Тепловое оборудование пригодно для эксплуатации как жителями Южный регионов, так и Северных.

А также можно уйти от покупки дорогих радиаторов, используемых в схеме с водяным отоплением. Конвективное отопление с использованием воздуха сегодня становится очень популярным благодаря тому, что даёт высокую скорость нагрева в помещении. Кроме того, воздушный тепловой насос имеет высокую теплоэффективность.

Правда, такая установка поедает немало электроэнергии. Но это все равно в разы меньше, чем для обогрева от электрического котла. Многие сегодня делают тепловые насосы воздух-воздух своими руками, что позволяет им существенно сэкономить. Сегодня речь пойдёт об устройстве теплового насоса и о том, как его выбрать.

Тепловой насос – это отопительное устройство, которое нагревает воздух в помещении и при необходимости кондиционирует его. Тепло отбирается у воздуха, который берётся из окружающей среды.

Принцип действия насоса воздух-воздух похож на тот, что применяется в кондиционерах (если кондиционер включён на нагрев помещения). Основная разница только в том, что специализация кондиционера – это охлаждение, а у воздушного насоса – нагрев.

Для нагрева используется низкопотенциальная энергия воздуха.

Принцип работы теплового насоса воздух-воздух

Давайте, попробуем понять, как работает воздушный тепловой насос.

Для начала стоит понять, что воздух всегда имеет определённое количество тепловой энергии (даже при минусовой температуре). Тепловая энергия в нём сохраняется до тех пор, пока температура не упадёт ниже абсолютного нуля. Большинство воздушных насосов типа воздух-воздух могут извлекать тепло до минус 15 по Цельсию.

В этом момент происходит поглощение тепла.

Ещё один важный блок воздушного насоса – это компрессор. Хладагент попадает туда в виде газа. В камере создаётся давление, что вызывает резкий нагрев фреона. Затем фреон через форсунку попадает в конденсатор. Последний выполнен в виде спирали. При низкой температуре это позволяет облегчить запуск.

В помещении расположен конденсатор, выступающий в роли теплообменника. Нагретый хладагент в газообразном состоянии конденсируется на его стенках и отдаёт тепловую энергию. Распределение этого тепла осуществляется аналогично тому, как это делается в сплит-системах. Возможно организовать канальное распределение тепла.

Такую схему разумно применять в многоквартирных домах, производственных помещениях и т. п.

Конструктивно насосы воздух-воздух включают в себя 2 блока. Одни размещается снаружи, а другой внутри. Есть много общего с кондиционерами и сплит-системами. Монтаж производится подобным образом.

Внутренняя часть устанавливается в помещении на потолке или стене. В установках фабричного производства предусмотрен пульт ДУ. Стоит сразу отметить, что воздушные тепловые насосы малоэффективны для северных широт.

Тепловой насос типа воздух-воздух состоит из наружного и внутреннего блоков. Наружный, он же испарительный блок, размещается снаружи здания. Именно с его помощью из наружного воздуха извлекается тепло. Это тепло нагревает хладагент, который вскипает, переходя в газообразное состояние.

Затем компрессор сжимает этот газ, значительно повышая его температуру. Тепло сжатого газа передаётся в конденсатор (внутренний блок), который находится внутри помещения. Конденсатор отдаёт тепло воздуху внутри помещения.

Этот процесс происходит непрерывно и контролируется автоматически до тех пор, пока не будет достигнута заданная температура в помещении.

В силу того, что тепловые насосы данного типа нагревают лишь воздух в помещениях (происходит прямой нагрев воздуха), то такие теплонасосы можно использовать только для отопления. То есть, для подогрева воды в ванной или кухне необходимо предусмотреть иные решения.

Плюсы использования

Положительным моментом теплового насоса типа воздух-воздух, по сравнению с насосом воздух-вода, является низкая температура воздуха, которая проходит через теплообменник конденсатора.

Проще говоря, если для теплонасосов типа воздух-вода для качественного отопления требуется нагрев теплоносителя (воды) до достаточно высоких температур, то в случае использования теплового насоса воздух-воздух требуемая температура нагрева воздуха значительно ниже.

Тем более что коэффициент эффективности теплового насоса тем выше, чем меньше разница между температурой источника тепла и температурой в отопительной системе.

• простота конструкции, монтажа и эксплуатации – для установки таких теплонасосов нет необходимости в буровых работах, прокладывании сложных коммуникаций, отведении специальных помещений и прочее;
• возможность установки практически в любой климатической зоне;
• теплонасосы такого типа можно установить в уже построенном доме с имеющейся традиционной системой отопления, тем самым достигнув значительной экономии средств на отоплении. Установка потребует минимального изменения и вмешательства в существующий дизайн;
• имеют наименьшую стоимость и наименьший срок окупаемости, по сравнению с другими типами теплонасосов;
• низкое энергопотребление;
• автономность, компактность и бесшумность работы;
• в летнее время тепловые насосы типа воздух-воздух можно переключать на режим охлаждения, а наличие высокоэффективных воздушных фильтров поможет создать в помещениях требуемый микроклимат.

К сожалению, тепловые насосы типа воздух-воздух имеют и свои недостатки. К одним из них относится зависимость величины производительности от колебаний температуры наружного воздуха.

При температуре наружного воздуха 0°С коэффициент энергоэффективности теплонасоса падает до уровня 2-2,5, то есть на 1 кВт затраченной энергии, будет произведено 2-2,5 кВт тепла.

Для сравнения, при более высокой температуре эти теплонасосы имеют коэффициент энергоэффективности 3-4. А при падении температуры до -20°С коэффициент энергоэффективности падает до 1.

Хотя, на сегодняшний момент есть производители с всемирно известными именами, которые предлагают тепловые насосы воздух-воздух, способные эффективно работать при температуре до -25°С.

Такой прибор включает в себя внутренний и внешний контур, по ним и проходит теплоноситель. Составляющие конструкции следующие:

• конденсатор;
• компрессор с питанием;
• клапан дроссельный;
• испаритель.

Дополнительно он может быть оснащен трубами, вентиляторами и геотермальными зондами. Теплонасос по сравнению с другими альтернативными источниками тепла обладает рядом преимуществ. В их числе:

• экологичность, отсутствие выделения вредных веществ в среду;
• не нужно дополнительно покупать топливо;
• дополнительные коммуникации прокладывать не потребуется;
• прибор совершенно безопасен;
• зимой может работать на обогрев, а летом на охлаждение.

Рекомендации по выбору модели

Чтобы тепловой насос, схема работы которого описана выше, демонстрировал высокую эффективность, следует знать, как правильно выбрать такое оборудование. Очень желательно, чтобы выбор теплового насоса вода-вода (а также «воздух – вода» и «земля – вода») осуществлялся с участием квалифицированного и опытного специалиста.

При выборе теплонасоса для водяного отопления учитываются следующие параметры такого оборудования:

• производительность, от которой зависит площадь здания, отопление которого насос может обеспечить;
• торговая марка, под которой произведено оборудование (учитывать данный параметр необходимо потому, что серьезные компании, продукция которых уже оценена многими потребителями, уделяют серьезное внимание как надежности, так и функциональности производимых моделей);
• стоимость как самого выбираемого оборудования, так и его монтажа.

Оснащение котельной с тепловым насосом

При выборе тепловых насосов вода-вода, воздух-вода, земля-вода рекомендуется обращать внимание на наличие у такого оборудования дополнительных опций. Сюда, в частности, относятся возможности:

• управления работой оборудования в автоматическом режиме (работающие в таком режиме за счет специального контроллера тепловые насосы позволяют создать в обслуживаемом ими строении комфортные условия для проживания; изменение параметров работы и другие действия по управлению теплонасосами, которые оснащены контроллером, могут выполняться посредством мобильного устройства или пульта ДУ);
• использования оборудования для нагрева воды в системе ГВС (обращать внимание на данную опцию следует потому, что в некоторых (особенно старых) моделях тепловых насосов, коллектор которых устанавливается в открытых водоемах, она отсутствует).

Как изготовить тепловой насос самостоятельно

Хорошо разобравшись в том, как работает тепловой насос типа вода-вода, можно изготовить такое устройство своими руками. Фактически самодельный тепловой насос является набором готовых технических устройств, правильно подобранных и соединенных в определенной последовательности. Чтобы тепловой насос, изготовленный своими руками, демонстрировал высокую эффективность и не вызывал проблем при эксплуатации, необходимо выполнить предварительный расчет его основных параметров.

Схема самодельного теплового насоса

Итак, чтобы изготовить тепловой насос своими руками, надо подобрать элементы его оснащения по предварительно рассчитанным параметрам и выполнить их правильный монтаж.

Компрессор

Компрессор для теплового насоса, изготавливаемого собственноручно, можно взять из старого холодильника или сплит-системы, обращая при этом внимание на мощность такого устройства. Преимуществом использования компрессоров от сплит-систем является низкий уровень шума, создаваемого при их работе.

Конденсатор

В качестве конденсатора для самодельного теплового насоса можно использовать змеевик, демонтированный из старого холодильника. Некоторые делают его самостоятельно, используя сантехническую или специальную холодильную трубку. В качестве емкости, в которую надо поместить змеевик конденсатора, можно взять бак из нержавейки объемом приблизительно 120 литров. Чтобы поместить в такой бак змеевик, ее предварительно разрезают на две половины, а затем, когда монтаж змеевика выполнен, сваривают.

Самодельный конденсатор из нержавеющего бака и теплообменник из медной трубки

П3 = MТ/0,8PТ

Параметрами, используемыми в данной формуле, являются:

• МТ – мощность создаваемого тепловым насосом тепла (кВт);
• PТ – разница между температурами на входе в тепловой насос и на выходе из него.

Испаритель

В качестве емкости для испарителя можно использовать простую пластмассовую бочку вместимостью 127 л с широкой горловиной. Для создания змеевика, площадь которого определяется по такой же схеме, как и для конденсатора, также используется медная трубка. В изготовленных в домашних условиях тепловых насосах, как правило, применяют испарители погружного типа, в которые сжиженный фреон поступает снизу, а превращается в газ в верхней части змеевика.

Подачу и сток воды можно сделать из обычных канализационных труб, а саму бочку-испаритель закрепить на стене посредством кронштейнов

Очень аккуратно с помощью пайки при самостоятельном изготовлении теплового насоса следует выполнять монтаж терморегулятора, так как данный элемент нельзя нагревать до температуры, превышающей 100 градусов Цельсия.

Для подвода воды к элементам самостоятельно сделанного теплового насоса, а также ее отвода используются обычные канализационные трубы.

Тепловые насосы вода-вода, если сравнивать их с устройствами типа «воздух – вода» и «земля – вода», более простые по своей конструкции, но при этом более эффективные, поэтому оборудование именно данного типа чаще всего изготавливают самостоятельно.