Как подсоединить насос к отоплению: Установка циркуляционного насоса своими руками: инструкция, подключение, фото работ

Категории

Выбирая насос для покупки в магазине, на что стоит обращать внимание? Конечно же на качество материала, который в будущем послужит основой для труб, а также диаметр. Эти параметры определят насколько экономичным будет использование. Рассчитывая систему водяного снабжения нужно рассматривать такие факты:

1. Напор геодезического типа – дистанция между уровнем подземной воды и высшей точкой водозабора. Изменение данной характеристики невозможно никаким образом.
2. Затраты в плане трения внутри труб и соединений. Тут на растраты оказывает влияние материал, используемый для трубопроводов и размеры. Денежные затраты и потеря трения параллельны друг другу. Вычисляя утраты в плане трения внутри трубопровода, понадобится применение диаграммы. Её начала проходит соответственно трубе с неровностями. Складывается такое впечатление, что внутренности труб обклеены ржавчиной, илом и прочим.
   
   
3. Показатели скорости изнутри трубопровода обязаны быть низкими. Когда скорость достигнет отметку в 4 м/с или же превысит её, тогда возникнет угроза громких шумов и может произойти гидравлический удар там, где расположен протяженный участок трубопровода.
   
4. Невосприимчивость к холоду. Трубопровод любого типа не сможет обойтись без защиты от морозов, если его местоположение выше грунта и здание неотапливаемое.
   
5. Изменения в давлении, которое оказывает реле давления. При крупных различиях в плане давления во время активации и остановки, величина затрат соответственно повышается. Давление включения называют наименьшее разрешённое для нормального рабочего процесса установки снабжения водой (допустимое значение равняется 1 бару).
   
6. Показатели давления в месте водозабора. Данная характеристика находится под влиянием вентиля. В связи с этим нюансом приходится искать такой вентиль, работа которого спокойно бы проходила с отметкой 1 бар.

Отопление, водоснабжение | Домострой72

Подключение насосной станции к скважине и колодцу, схемы и особенности

Главным элементом, который определяет надежность и технические характеристики насосной станции, является насос. Выбор большинства насосных станций сводится к выбору насоса, который удовлетворит ваши потребности.

Подключение станции с поверхностным насосом

Насосные станции с поверхностным насосом можно использовать только при условии, что расстояние от зеркала воды до патрубка входа насоса составит не больше 8 м.

Например, если у вас есть колодец или скважина глубиной 12–13 м, и расстояние к зеркалу воды 10 м, то насосную станцию необходимо «закопать» на глубину 2,5–3 м.

В таких случаях устраивают приямки или более технологичное решение — использование кессона.

Следует помнить, что, хотя все производители называют свои изделия самовсасывающими, ни вихревой, ни центробежный насос такими не являются. Чтобы насос работал и не вышел из строя, необходимо заполнить корпус насоса и трубу подачи водой. Это обеспечит надежный запуск насоса.

Конец всасывающей трубы должен находиться на максимальной глубине, при этом высота от дна не должна быть меньше 100–120 см.

Монтаж следует начинать с установки на трубу обратного клапана с фильтром грубой очистки. Фильтр не даст крупным примесям в виде камней и песка попасть в водопровод. Обратный клапан обеспечит подпор водяного столба и защиту насосной станции от холостого хода. Соединения необходимо тщательно уплотнить во избежание попадания воздуха в систему водопровода.

На вход насосной станции монтируют запорный кран, американка, при необходимости, колено и переходник с муфтой на пластиковую трубу.

В случае скважины можно использовать готовые оголовки, которые уже оборудованы выходом под трубу и рым-болтом. Дополнительно оголовок герметизирует устья обсадной трубы, увеличивая дебет скважины.

К выходу насоса присоединяют систему водоснабжения.

Использование рециркуляции

Линия рециркуляции служит для поддержания подпора воды на подаче и защиты насоса от холостого хода. Необходимо понимать, что при этом тратится часть мощности насоса.

Для организации рециркуляции на напорную трубу водопровода необходимо смонтировать тройник. На линию рециркуляции желательно установить запорный вентиль. Он обеспечит регулирование потока воды. Второй тройник необходимо установить на всасывающую трубу в удобном месте и подключить трубу рециркуляции.

При ремонте или обслуживании системы водопровода, чтобы не скидывать давление насоса и заново не заливать его водой, установите на гидроаккумулятор кран, тогда вы оставите в гидроаккумяляторе воду под давлением. После ремонта просто открутите вентиль и насос с напорной трубой заполнится водой. В большинстве случаев запаса гидроаккумулятора достаточно для заполнения насоса и его пуска.

Такие нехитрые действия поднимут надежность бесперебойной работы системы.

Двухтрубная насосная станция

При условиях, когда необходимо поднять воду с глубины больше 8 м и имеется насосная станция с поверхностным насосом, систему необходимо доукомплектовать. Для этого на всасе насоса устанавливается специальное устройство, называемое эжектор.

В этом случае в колодец или скважину опускают две трубы различного диаметра. В большинстве случаев 32 мм труба для всаса и 16 мм труба на рециркуляцию.

В корпусе эжектора смонтировано сопло зауженного сечения. Вода по трубе с рециркуляции подается в камеру эжектора. За счет сужения скорость потока воды на выходе сопла больше, нежели в трубе на всасе. Вода создает зону повышенного давления, обеспечивая необходимый подпор на всасывающем трубопроводе. Под соплом образуется зона пониженного давления, что обеспечит подачу воды в эжектор из скважины.

Насосные станции с эжектором могут поднять воду с глубины до 30 м.

На всасывающую трубу эжектора также необходимо установить обратный клапан с фильтром грубой очистки. Подсоединить трубу с обратным клапаном к выходу всасывающей камеры.

Насосные станции с выносным эжектором могут находиться на значительном удалении от источника воды — до 40 м по горизонтали, что дает возможность установки станции в доме без устройства дополнительных технических сооружений.

Насосные станции с эжектором необходимо выбирать большей мощности, поскольку часть энергии расходуется на рециркуляцию.

Подключение с погружным насосом

Насосные станции с погружными насосами успешно применяются для колодцев и скважин любой глубины. Погружные насосы бывают нескольких видов:

• вибрационные;
• центробежные;
• дренажные (колодезные).

Независимо от вида насоса все они должны находиться ниже уровня воды. Вода охлаждает насос, не давая ему перегреться.

Подключение и работа вибрационного насоса сильно зависит от частоты электрической сети. Для работы некоторых моделей насосов западных производителей необходима частота сети 60 Гц, вместо 50 Гц, которые есть у нас. Такой насос будет работать, но эффективность его работы будет спорной.

Перед опусканием насоса в скважину необходимо проверить затяжку соединительных винтов. Поскольку насос вибрационный, они имеют свойство раскручиваться. Ревизию вибрационного насоса необходимо проводить регулярно.

Центробежные погружные насосы в некоторых случаях — единственное решения для поднятия воды с любой глубины. Они обладают большим количеством рабочих колес (20 и более), что обеспечивает большой напор на выходе насоса. Это в свою очередь увеличивает длину насоса. Поэтому такие насосы нельзя использовать в скважинах с малым столбом воды.

Насос устанавливают на максимальную глубину скважины, не менее 50–70 см от дна скважины. Насос закрепляют на металлическом или полиамидном тросе. На насос устанавливают обратный клапан, а затем напорную подающую трубу.

В зависимости от изготовителя и модели длины электрического кабеля может быть недостаточно для установки в скважину, тогда необходимо устроить герметическую кабельную муфту. Другим концом трос крепится к рым-болту оголовка, надежно фиксируя насос в скважине.

Преимуществом данной схемы является то, что гидроаккумулятор с блоком автоматики можно разместить в любом удобном месте.

Погружные дренажные насосы также можно использовать для организации системы водоснабжения небольшого дома с наличием 3–4 водорозеток. В зависимости от модели они создают напор до 1,5 бара, обладают высокой производительностью. Дренажные насосы спокойно работают в загрязненной воде или воде с твердыми примесями до 5 мм, промышленные модели — до 120 мм.

  Двухтрубная система отопления для частного дома

Существует два вида двухтрубной системы:

Вертикальная и горизонтальная системы отопления

Горизонтальное подключение

Оно применяется для одноэтажных домов большой протяженности, где целесообразно подключать батареи к одной общей горизонтально расположенной трубе. Этот способ отопления идеально подходит для построек, в которых нет простенков и перегородок. Стояки в этом случае располагаются в коридорах или тамбурах.

Горизонтальное двухтрубное отопление может подключаться двумя способами:

Последовательным. При нем радиаторы подключаются к двум общим трубопроводам. Эта система поддерживает одинаковую температуру во всем жилье, она экономна и выгодна в обогреве.

Лучевым. В этом случае происходит отдельное подключение труб к радиаторам, обеспечивается одинаковый температурный режим по всей длине лучевой системы. Несмотря на очевидные преимущества перед предыдущим подключением, при этом методе отопления происходит большой расход. Она применяется преимущественно для одноэтажных частных построек. Подробнее о лучевой разводке труб – читайте тут.

Вертикальное подключение

Обустройство этой разновидности двухтрубного отопления обходится дороже, чем горизонтальное, но при нем организовывается автоматический выход воздуха — его пузырьки не накапливаются, а сразу же поднимаются вверх, и попадают в расширительный бак. Центральный стояк в этом случае располагается вертикально, что позволяет подключать к нему отдельно каждый этаж.

Типы разводки трубы при двухтрубном подключении отопления

В отопительных системах теплоноситель может циркулировать естественным и принудительным образом, их выбор зависит от типа разводки, которая бывает нижней и верхней.

Система отопления с верхней и нижней разводкой труб

Нижняя разводка

Горячий трубопровод располагается под радиатором, но так, чтобы он был выше «обратки», по которой остывшая вода возвращается к котлу. Теплоноситель подводится к радиаторам по трубам, прокладка которых может осуществляться под полом. Такой вид разводки предусматривает подключение верхней линии для отвода лишнего воздуха из системы. Батареи устанавливаются над котлом, который немного углубляется, благодаря такому приему улучшается циркуляция теплоносителя. При принудительной системе расположение котла встроенный в систему насос сможет продавить теплоноситель.

Для обустройства такой разводки необходимо предусмотреть монтаж расширительного бачка, который располагается в самой верхней точки, от нее проводится и ответвление.

Такая разводка может применяться для помещений без чердака.

Верхняя разводка

При таком расположении отопительной магистрали теплоноситель перемещается сверху вниз, так как подающий трубопровод находится в чердачном помещении. В верхней части магистрали установлен расширительный бачок, за счет которого воздух, собирающийся в теплоносителе, идет не в радиаторы, а собирается в нем.

Согласно распространенной схеме такого отопления нужно подготовить необходимое оборудование, которое включает в себя следующие позиции:

1. котел;
2. радиаторы;
3. фильтр трубопроводный;
4. манометр температуры;
5. накопительный бак;
6. вентиль;
7. автовоздушник;
8. термостатический клапан;
9. насос.

Двухтрубная система отопления

Для подключения двухтрубной системы в одноэтажном доме используется следующая схема монтажа:

Выполнить крепеж котла и отвести от него верхнюю магистраль, по которой будет передаваться теплоноситель.

Соединить трубопровод с компенсационной емкостью, оборудованной контрольным патрубком и сливом.

Подвести магистраль ко всем радиаторам системы.

Установить байпас возле выхода из котельной.

Оборудовать обратную магистраль. По ней от батарей будет отводиться охлажденный теплоноситель, она также соединяется со всеми радиаторами и подключается в нижнюю часть котла.

Выполняя двухтрубное отопление нужно придерживаться следующих правил:

При автоматизированной подаче воды в доме расходный бачок можно совместить с расширительным баком.

Располагая двухтрубное отопление с нижней разводкой близко у входной двери, его можно разделить на два ответвления. Разводка должна идти с самой верхней точки системы.

Регулировка и проверка системы отопления осуществляется до наступления холодов.

При выборе отопления с верхней разводкой она будет лучше функционировать, если магистраль, подающая теплоноситель, будет длинной. Такой вид будет эффективным и без насоса.

Предложенный ролик подойдет для тех, кто хочет провести отопление своими руками, и уже немного ориентируется в сантехнике и имеет навыки работы с полипропиленовой трубой:

Рассматриваемая завязка отопления рассчитана для обогрева двухэтажного дома, поэтому выходящая труба с горячим теплом.

В этой категории нет товаров.

Популярные проекты

Н-3

Дом-баня размером 5х7   Выбор фундамента по данному проекту зависит от типа грунта на у..

м²

от 1 150 000 р.

Загородный комплекс Д-67

Загородный комплекс 12.5х10.8 . Выбор фундамента по данному проекту зависит от типа грунта на уча..

м²

от 1 530 000 р.

Д-66

Дом из бруса 13х12, с террасой . Выбор фундамента по данному проекту зависит от типа грунта на уч..

м²

от 1 940 000 р.

Д-65

Дом из бруса 9.5х13 Выбор фундамента по данному проекту зависит от типа грунта на участке строите..

м²

от 1 980 000 р.

Д-64

Дом из бруса 8х8 с крыльцом  Выбор фундамента по данному проекту зависит от типа грунта на у..

м²

от 1 280 000 р.

М-63

Дом из бруса 6х8 с террасой Выбор фундамента по данному проекту зависит от типа грунта на участке..

м²

от 1 080 000 р.

М-62

Дом из бруса 6х8  Выбор фундамента по данному проекту зависит от типа грунта на участке стро..

м²

от 1 060 000 р.

М-61

Дом из бруса 10х10 Выбор фундамента по данному проекту зависит от типа грунта на участке строител..

179 м²

от 1 790 000 р.

М-60

Дом из бруса 10х8м Выбор фундамента по данному проекту зависит от типа грунта на участке строител.

120 м²

от 1 180 000 р.

М-59

Дом из бруса 8х7 с крыльцом 7 кв.м Выбор фундамента по данному проекту зависит от типа грунта на ..

40 м²

от 880 000 р.

М-58

Дом из бруса 7х9 Выбор фундамента по данному проекту зависит от типа грунта на участке строительс..

117 м²

от 1 120 000 р.

М-57

Дом из бруса 7х8 с крыльцом  Выбор фундамента по данному проекту зависит от типа грунта на у..

95 м²

от 960 000 р.

Пошаговое руководство по установке воздушного теплового насоса: Комплексные энергетические решения

Как работает установка воздушного теплового насоса?

Как и в случае любых изменений или дополнений в доме, установка воздушного теплового насоса состоит из нескольких шагов.

Каждый проект и каждый дом уникальны, поэтому это описание процесса. После того, как мы завершим обследование на месте, будет создан индивидуальный план проекта специально для вашего дома и ваших потребностей в отоплении.

Прежде чем приступить к физической установке системы, Work Work хочет убедиться, что ваш дом правильно оборудован для теплового насоса с источником воздуха.

Work Work Опрос на месте гарантирует, что вы получите оптимальную систему для нужд вашего дома и получите оптимальную экономию. Work Work стремится всегда быть честным с нашими клиентами, и мы сообщим вам, если сочтем, что воздушный тепловой насос не является идеальным решением для отопления вашего дома.

Процесс начинается со звонка специалиста по работе для определения удобного времени выездного осмотра. Опрос на месте является ключевой частью процесса и настраивает проект на успех.

Во время визита на дом Work Work работает с вами, чтобы определить ваши потребности в отоплении и помочь вам найти лучший вариант для вашей собственности. Таким образом, в ходе опроса необходимо ответить на ряд вопросов.

Например, воздушный тепловой насос работает как реверсивный холодильник, вытягивая воздух вокруг себя. Это означает, что для правильной работы системе необходимо пространство вокруг нее. Во время визита на дом специалист Work Work поможет вам найти подходящее место. Мы также оцениваем ваши потребности в отоплении, размер дома, уровень установки в доме, как бы вы хотели распределять тепло (теплые полы, радиаторы и т. д.) и многое другое.

Ответы на все эти вопросы мы обсудим с вами, домовладельцем.

Как только мы узнаем особенности проекта, план проекта будет создан и предоставлен вам.

Мы хотим, чтобы этот процесс был для вас удобным, поэтому, как и при опросе, вы можете выбрать время установки. Хорошая новость — выходные есть!

Время установки варьируется в зависимости от проекта, но конкретные сроки установки для вашего дома будут обсуждаться после осмотра на месте.

Внешний блок, по сути, тепловой насос, забирает тепло из воздуха. Это будет большой блок, который вы видите снаружи.

Как обсуждалось ранее, внешний блок должен быть размещен в месте, где его ничто не блокирует и воздух свободно циркулирует. В идеале он будет располагаться вдоль внешней стены. Мусор и рыхлая грязь удаляются перед установкой устройства.

После размещения устройство будет прикручено к земле болтами или кронштейнами. Это необходимо для того, чтобы устройство было надежно закреплено и не двигалось.

Работа Работа по установке воздушно-водяных тепловых насосов. Это означает, что тепловой насос нагревает ваш дом за счет вашей воды. Тепловые насосы типа «воздух-вода» обычно обогревают ваш дом за счет нагрева воды в баке с горячей водой и ее циркуляции через полы с подогревом и большие радиаторы. Как правило, если в вашем доме еще не установлены теплые полы, воздушный тепловой насос будет работать исключительно за счет радиаторов.

Воздушные тепловые насосы требуют радиаторов большего размера, чем стандартные, обычно устанавливаемые в домах. Если потребуются новые радиаторы, это будет обсуждаться при осмотре на месте.

Внешний блок и водонагреватель должны быть соединены. Радиаторы и полы с подогревом будут подсоединены трубопроводом к бойлеру с горячей водой. Это будет самая большая разница в расчете на один дом. Процесс подключения внешнего блока и блока горячей воды зависит от типа стен в вашем доме и от того, насколько далеко конденсатор находится от бойлера с горячей водой.

Скорее всего, в стенах придется просверлить отверстие. Провод управления, шланг для хладагента и шланг для слива конденсата проходят от бойлера с горячей водой к внешнему блоку, по которому подается горячий воздух для нагрева воды.

Воздушные тепловые насосы могут иметь срок службы более 20 лет; при правильном уходе в течение этого времени не требуется особого ухода.

При установке воздушного теплового насоса Work Work предлагает 12-месячную программу последующего обслуживания. Специалист будет звонить вам каждые три месяца, чтобы убедиться, что вы довольны устройством и не возникло никаких проблем. После этого специалист по рабочим работам организует ежегодный визит для проверки системы. Профилактическая помощь важна для обеспечения отсутствия серьезных проблем в системе.

Стандартные проверки обслуживания включают:

• • Чистка вентиляторов

• • Чистка и замена фильтров

• • Проверка уровня хладагента

• • Проверить отсутствие утечек

• • Очистка конденсатора от грязи и мусора

• Очистка вентиляционной установки

Частью общего управления проектом Work Work является помощь в программе Renewable Heat Incentive (RHI).

Воздушные тепловые насосы представляют собой форму возобновляемого тепла и могут давать вам, домовладельцу, право на выплаты RHI от правительства.

После установки устройства Work Work поможет вам с подачей заявки на получение RHI и процессом утверждения. Платежи варьируются в зависимости от возобновляемой энергии, вырабатываемой вашим воздушным тепловым насосом, и выплачиваются ежеквартально. Прочтите наше руководство по RHI для получения дополнительной информации.

Work Work проведет вас через все этапы процесса установки воздушного теплового насоса и всегда готов ответить на любые вопросы.

Как тепловые насосы 1800-х годов становятся технологиями будущего » Yale Climate Connections

Это была инженерная проблема, которая беспокоила Жибина Ю в течение многих лет, но теперь у него появилась прекрасная возможность ее решить. Застряв дома во время первого карантина в Великобритании из-за пандемии Covid-19, инженер-теплотехник внезапно получил достаточно времени, чтобы повысить эффективность тепловых насосов: электрических устройств, которые, как следует из их названия, переносят тепло с улицы в дома людей. .

Насосы намного эффективнее газовых обогревателей, но стандартные модели, поглощающие тепло из воздуха, склонны к обледенению, что значительно снижает их эффективность.

Ю, работающий в Университете Глазго, Великобритания, несколько недель размышлял над этой проблемой. Он читал бумагу за бумагой. И тут у него появилась идея. Большинство тепловых насосов тратят впустую часть тепла, которое они производят, и, как он понял, если бы он мог улавливать это избыточное тепло и отводить его, это могло бы решить проблему разморозки и повысить общую производительность насосов. «Я неожиданно нашел решение для рекуперации тепла, — вспоминает он. «Это был действительно удивительный момент».

Идея Ю — одна из нескольких недавних инноваций, направленных на то, чтобы сделать 200-летнюю технологию тепловых насосов еще более эффективной, чем она есть, потенциально открывая двери для гораздо более широкого распространения тепловых насосов во всем мире. По данным Международного энергетического агентства или МЭА, на сегодняшний день только около 10% потребностей в отоплении помещений во всем мире удовлетворяются тепловыми насосами. Но из-за текущего энергетического кризиса и растущего спроса на сокращение потребления ископаемого топлива для борьбы с изменением климата эти устройства, возможно, имеют более важное значение, чем когда-либо.

После мозгового штурма в 2020 году Ю и его коллеги построили работающий прототип теплового насоса, который аккумулирует остаточное тепло в небольшом резервуаре для воды. В статье, опубликованной летом 2022 года, они описывают, как их конструкция помогает тепловому насосу потреблять меньше энергии. Кроме того, отдельно перенаправляя часть этого остаточного тепла на часть теплового насоса, подвергающуюся воздействию холодного воздуха, устройство может разморозить себя, когда это необходимо, без необходимости приостанавливать подачу тепла в дом.

Идея основана на самом принципе работы тепловых насосов: если вы можете захватить тепло, вы можете его использовать. Что делает тепловые насосы особенными, так это тот факт, что вместо того, чтобы просто генерировать тепло, они также улавливают тепло из окружающей среды и передают его в ваш дом, в конечном итоге передавая это тепло, например, радиаторам или системам воздушного отопления. Это возможно благодаря хладагенту, который циркулирует внутри теплового насоса. Когда хладагент сталкивается с теплом — даже с небольшим его количеством в воздухе в холодный день — он поглощает эту капельку тепла.

Климат меняется, и наши журналисты здесь, чтобы помочь вам понять это. Подпишитесь на нашу еженедельную рассылку по электронной почте и никогда не пропустите ни одной новости.

Затем компрессор нагнетает хладагент до более высокого давления, что повышает его температуру до такой степени, что он может обогревать ваш дом. Это работает, потому что увеличение давления сближает молекулы хладагента, увеличивая их движение. Позже хладагент снова расширяется, охлаждаясь при этом, и цикл повторяется. Весь цикл также может работать в обратном направлении, позволяя тепловым насосам обеспечивать охлаждение, когда летом жарко.

Волшебство теплового насоса заключается в том, что он может перекачивать несколько киловатт-часов тепла на каждый киловатт-час потребляемой электроэнергии. Эффективность теплового насоса обычно измеряется с точки зрения их коэффициента полезного действия или COP. КПД, равный 3, например, означает, что 1 кВтч сока дает 3 кВтч тепла — это фактически 300% эффективности. COP, который вы получаете от своего устройства, может варьироваться в зависимости от погоды и других факторов.

Прочтите: Контрольный список: как воспользоваться совершенно новыми налоговыми льготами на экологически чистую энергию

Это мощная концепция, но и старая. Британский математик, физик и инженер лорд Кельвин предложил использовать системы тепловых насосов для обогрева помещений еще в 1852 году. Первый тепловой насос был спроектирован и построен несколько лет спустя и использовался в промышленности для нагрева рассола с целью извлечения соли из жидкости. В 1950-х годах члены британского парламента обсуждали тепловые насосы , когда запасы угля подходили к концу. А в годы после нефтяного кризиса 1973–1974 годов тепловые насосы рекламировались как альтернатива ископаемому топливу для отопления. «Надежда возлагается на будущий тепловой насос», — написал один комментатор в 1977 Ежегодный обзор энергетики.

Миру предстоит очередная расплата за энергоносители. Когда Россия, один из крупнейших в мире источников природного газа, вторглась в Украину в феврале 2022 года, цены на газ резко выросли, что, в свою очередь, привлекло внимание к тепловым насосам, поскольку, за редким исключением, они работают на электричестве, а не на газе. В том же месяце эколог Билл Маккиббен написал в блоге широко распространенную запись под названием «Тепловые насосы для мира и свободы», в которой, ссылаясь на российского президента, он утверждал, что США могут «мирно ударить Путина по почкам», развернув тепловые насосы. в массовом масштабе, одновременно снижая зависимость американцев от ископаемого топлива. Тепловые насосы могут получать энергию, например, от домашних солнечных панелей или энергосистемы, питаемой преимущественно возобновляемыми источниками энергии.

Работа устройств на «зеленом» электричестве также может помочь в борьбе с изменением климата, отмечает Карен Палмер, экономист и старший научный сотрудник независимой исследовательской организации «Ресурсы для будущего» в Вашингтоне, округ Колумбия, которая стала соавтором анализа политики по повышению энергоэффективности. эффективности в Ежегодном обзоре экономики ресурсов за 2018 год. «Движение к более широкому использованию электроэнергии для энергетических потребностей в зданиях должно произойти, если не будет технологического прорыва в чем-то еще», — говорит она.

По оценкам МЭА, в глобальном масштабе тепловые насосы могут сократить выбросы углекислого газа не менее чем на 500 миллионов метрических тонн в 2030 году, что эквивалентно годовому выбросу CO ₂  выбросов, производимых всеми автомобилями в Европе сегодня. .

Несмотря на свою долгую историю и потенциальные достоинства, тепловые насосы изо всех сил пытались стать обычным явлением в некоторых странах. Одной из причин является стоимость: устройства значительно дороже, чем газовые обогреватели, и, поскольку природный газ оставался относительно дешевым на протяжении десятилетий, у домовладельцев не было особых стимулов для перехода на него.

Долгое время считалось, что тепловые насосы не будут работать в холодном климате, особенно в домах с плохой теплоизоляцией, которым требуется много тепла. Например, в Великобритании, где в домах сквозняки, некоторые домовладельцы долгое время считали газовые котлы более безопасным выбором, поскольку они могут подавать более горячую воду (от 140 до 160 градусов по Фаренгейту) к радиаторам, что облегчает нагрев. комната. Напротив, тепловые насосы, как правило, наиболее эффективны при нагреве воды примерно до 100 градусов по Фаренгейту.

Проблема холодного климата, возможно, не так важна, как некоторые думают, однако, учитывая, что на рынке есть множество современных устройств с источниками воздуха, которые хорошо работают, даже когда наружная температура падает до минус 10 градусов по Фаренгейту. Норвегия, например, считается одним из мировых лидеров по внедрению тепловых насосов. У Палмер есть тепловой насос в ее доме в США, а также печь в качестве резерва. «Если станет совсем холодно, мы можем положиться на печь», — говорит она.

Инновации в конструкции тепловых насосов позволяют создавать еще более эффективные агрегаты, лучше подходящие для домов с низким уровнем изоляции и, возможно, более дешевые. Например, Ю говорит, что новая конструкция воздушного теплового насоса, разработанная его и его коллегами, может улучшить КПД на 3–10 % при меньшей стоимости, чем существующие конструкции тепловых насосов с сопоставимой функциональностью. Сейчас они пытаются коммерциализировать технологию.

Работа Ю является новаторской, говорит Рик Гриноу, инженер по энергетическим системам, который сейчас вышел на пенсию из Университета Де Монфор в Великобритании.

Есть еще много идей. Гриноу, например, экспериментировал с хранением тепла в земле в теплые месяцы, где его можно использовать тепловым насосом, когда погода становится прохладной. В его конструкции используется циркулирующая жидкость для передачи избыточного тепла от солнечных панелей горячего водоснабжения в неглубокие скважины в почве. По его словам, это повышает температуру почвы примерно на 22 градуса по Фаренгейту, максимум примерно до 66 градусов по Фаренгейту. Затем зимой тепловой насос может отбирать часть накопленного тепла, чтобы работать более эффективно, когда воздух становится холоднее. Эта технология уже есть на рынке и предлагается некоторыми установщиками в Великобритании, отмечает Гриноу.

Но большинство современных тепловых насосов по-прежнему генерируют относительно низкую выходную температуру, поэтому владельцам домов со сквозняком, возможно, придется взять на себя дополнительные расходы на изоляцию при установке теплового насоса. К счастью, решение может появиться: высокотемпературные тепловые насосы.

«Мы сказали: «Эй, а почему бы не сделать тепловой насос, который может полностью заменить газовый котел без необходимости очень-очень тщательно изолировать ваш дом?», — говорит Воутер Вольфсвинкель, менеджер программы по развитию бизнеса в Шведская энергетическая компания Vattenfall, производящая тепловые насосы. Компания Vattenfall и ее голландская дочерняя компания Feenstra объединились для разработки высокотемпературного теплового насоса, дебют которого ожидается в 2023 году9. 0005

В своей конструкции они используют CO ₂  в качестве хладагента. Но поскольку условия работы системы теплового насоса при высоких температурах и высоком давлении препятствуют тому, чтобы газ конденсировался или иным образом очень легко охлаждался, им пришлось найти способ снизить температуру хладагента, чтобы он мог поглощать достаточное количество тепла от теплоносителя. воздуха еще раз, когда он возвращается в начало контура теплового насоса. С этой целью они добавили в систему «буфер»: резервуар для воды, в котором слой более прохладной воды находится под более горячей водой наверху. Тепловой насос использует нижний слой более холодной воды из резервуара для регулирования температуры хладагента по мере необходимости. Но он также может направлять более горячую воду в верхней части бака к радиаторам при температуре до 185 градусов по Фаренгейту.

Это устройство немного менее эффективно, чем обычный низкотемпературный тепловой насос, признает Вольфсвинкель, предлагая КПД около 265% против 300%, в зависимости от условий. Но это все же лучше, чем у газового котла (КПД не более 95%), и пока цены на электроэнергию не значительно превышают цены на газ, высокотемпературный тепловой насос может быть дешевле в эксплуатации. Более того, более высокая температура означает, что домовладельцам не нужно сразу улучшать изоляцию или увеличивать размеры радиаторов, отмечает Вольфсвинкель. Это может помочь людям быстрее перейти на электрифицированное отопление.

Главным испытанием было то, пойдут ли на это голландские домовладельцы. В рамках пилотного испытания Vattenfall и Feenstra установили тепловой насос в 20 домохозяйствах разного размера в городе Хемскерк, недалеко от Амстердама. После нескольких лет испытаний в июне 2022 года они предоставили домовладельцам возможность забрать свой старый газовый котел, который они хранили в своих домах, или использовать высокотемпературный тепловой насос на постоянной основе. «Все они перешли на тепловой насос, — говорит Вольфсвинкель.

В некоторых ситуациях установка тепловых насосов по домам может быть менее эффективной, чем строительство одной большой системы для обслуживания всего района. В течение примерно десяти лет компания Star Renewable Energy, базирующаяся в Глазго, строит районные системы, получающие тепло от близлежащей реки или морского залива, включая систему централизованного теплоснабжения, подключенную к норвежскому фьорду. Скандинавский фьорд может быть не первым, что приходит на ум, когда вы произносите слово «тепло», но вода в глубине фьорда на самом деле имеет довольно постоянную температуру 46 градусов по Фаренгейту, которую могут использовать тепловые насосы.

Через очень длинную трубу система централизованного теплоснабжения всасывает эту воду и использует ее для нагревания хладагента, в данном случае аммиака. Последующее серьезное повышение давления хладагента — до 50 атмосфер — поднимает его температуру до 250 градусов по Фаренгейту. Затем горячий хладагент передает свое тепло воде в контуре централизованного теплоснабжения, повышая температуру этой воды до 195 градусов по Фаренгейту. Растянутая система обеспечивает 85% горячей воды, необходимой для отопления зданий в городе Драммен.