Схема теплового насоса: Схема и расчет теплового насоса

Схема и принцип работы теплового насоса для бассейна LEBERG

«Инженер-климат» / Словарь / Схема и принцип работы теплового насоса для бассейна LEBERG

Схема и принцип работы теплового насоса для бассейна LEBERG

Схема системы

Тепловой насос — это устройство для переноса тепловой энергии от источника низко потенциальной тепловой энергии (с низкой температурой) к потребителю (теплоносителю) с более высокой температурой. Тепловой насос — это реверсивная холодильная машина или же кондиционер, работающий на нагрев.

— Тепловой насос LEBERG использует энергию солнца путем забора ее из окружающего воздуха. Затем, эта энергия передается воде в бассейне. Существующие тепловые насосы постоянно прогоняют воду через нагреватель, обычно расположенный рядом с оборудованием бассейна, и вода нагревается. Таймер теплового насоса может быть установлен так, чтобы он работал на протяжении солнечного времени суток, например с 9 утра до 5 вечера.

Блок содержит вентилятор, который затягивает наружный воздух и направляет его на поверхность испарителя (коллектора энергии). Жидкий хладагент внутри испарителя поглощает тепло окружающего воздуха и превращается в газ.

— Теплый газ поступает в компрессор, где сжимается и нагревается до очень нагретого газа, который затем поступает в конденсатор (теплообменник с водой). Именно здесь и происходит теплообмен: горячий газ отдает свое тепло холодной воде в бассейне, которая циркулирует по соленоиду.

— Вода в бассейне становится теплее, а горячий газ, проходя через соленоид конденсатора, охлаждается и возвращается в жидкое состояние, проходит соленоидный клапан, после чего весь процесс повторяется.

— Современные технологии тепловых насосов могут эффективно забирать тепло окружающего воздуха при температуре от 7 С. Это означает, что при тропическом и субтропическом климатах температура бассейна может поддерживаться на уровне 26-32 –0С.

Для  работы теплового насоса необходимо всего лишь разместить его вблизи бассейна, подключить к системе фильтрации воды бассейна и к электричеству, обеспечить отвод дренажа и свободный доступ свежего воздуха. Установка теплового насоса обычно происходит в течении дня.

Схема подключения теплового насоса для бассейна

Блок будет хорошо работать при любом размещении при условии, что соблюдены три фактора:

1.Свежий воздух 2.Электричество 3.Наличие фильтров бассейна

Теоретически, блок может быть установлен в любом месте снаружи при условии, что соблюдаются требования к минимальному расстоянию от других объектов. Для бассейнов внутри помещений проконсультируйтесь с установщиком оборудования.

Все добавки химикатов должны вводиться после теплового насоса по току воды.

Необходимо установить by-pass в том случае, если поток воды от насоса в бассейне превышает указанный производителем поток через теплообменник теплового насоса более чем на 20%.

Обычно тепловой насос для бассейна устанавливается в радиусе 7.5 метров от бассейна. Чем больше расстояние от бассейна, тем больше потери тепла в подводке. Так как большая часть труб закапываются, тепловые потери могут быть минимальными на расстоянии до 30 метров (15 метров к и от теплового насоса = 30 метров в целом), за исключением случаев, когда земля сырая. Потери тепла на каждые 30 м можно грубо принять 0.6 кВт*ч (2000 BTU) на каждые 5С разницы между температурой в бассейне и температурой окружающей трубу земли, что влечет за собой увеличение времени работы на 3-5%.

Заказать и купить тепловой насос для бассейна LEBERG в Санкт-Петербурге: (812) 702-76-82, 337-20-54, 371-06-03

Схема и установка тепловых насосов. Монтаж теплового насоса. Устройство и принцип работы теплового насоса. Как установить тепловой насос своими руками.

Стоимость газа и жидкого топлива растет в геометрической прогрессии, поэтому все больше владельцев частных домов задумывается об использовании альтернативных систем отопления. Одним из самых перспективных предложений является установка тепловых насосов, работающих за счет природных теплоносителей. С их помощью можно обогреть большой дом и значительно сократить расходы на отопление. В этой статье мы поговорим о том, как подключить тепловой насос.

Содержание

• Возможности теплового насоса
  • Виды тепловых насосов
  • Принцип работы
  • Как выбрать тепловой насос
• Тепловой насос своими руками
• Подключение теплового насоса

Возможности теплового насоса

Современный рынок предлагает большой выбор отопительных систем и агрегатов, и найти подходящий по стоимости и эффективности вариант, казалось бы, не составляет труда.

Однако на деле оказывается, что обслуживание аппаратов обходится непомерно дорого – цены на топливо, необходимость одобрения установки разными инстанциями и т.д. Тепловой насос является серьезным конкурентом всем отопительным системам, поскольку он работает не на топливе (газе, электричестве, дровах, угле), а на природных источниках (воде, воздухе, солнечном свете, силе земли). Отличается и сам принцип работы – тепловой насос не производит тепло, а лишь забирает его из источника, аккумулирует и направляет в дом.

Специфика работы тепловых насосов позволяет им затрачивать лишь 250 Вт электричества, чтобы произвести 1 кВт энергии. Таким образом, для отопления большого дома площадью 100 м² потребуется всего 2,5 кВт. По сравнению с обычными котлами и отопительными приборами разница феноменальная, не правда ли?

Виды тепловых насосов

Различают несколько разновидностей тепловых насосов по характеру используемого источника тепла: земля, воздух и вода. Система земля-вода забирает тепло из почвенного слоя под домом при помощи специального зонда или коллектора.

Транспортным средством служит незамерзающая жидкость, которая доставляет тепло из-под земли к насосной установке, откуда оно идет в отопительную систему дома. Коллекторы при этом необходимо помещать на глубину ниже уровня промерзания почвы. Их целесообразно использовать на больших участках, а для маленьких владений, например, дач на 4-6 соток подойдут зонды.

Система отопления теплового насоса воздух-вода, как уже можно догадаться, аккумулирует тепло из воздуха. Для этого используют испарители и вентиляторы. Насосы вода-вода забирают тепло из воды. Их можно устанавливать даже если поблизости нет природных источников – глубинные установки могут качать тепло из грунтовых вод. Когда вода поступает в насос, то охлаждается и выходит обратно через специальную скважину.

Принцип работы

Отопительная насосная система состоит из нескольких элементов: источника тепла, насосной установки и агрегатов, которые распределяют и аккумулируют тепло путем низкотемпературного нагрева. Иными словами, чем холоднее будет вода в трубопроводе, тем лучше будет работать установка.

По сути, тепловой насос работает практически так же как обычный холодильник, однако если тот отводит тепло изнутри и выпускает его через решетку в задней стенке, то насос действует с точностью наоборот – забирает тепло из внешнего пространства внутрь. Источником тепла может быть воздух, вода или земля. Преимущество воздушных систем в том, что воздух есть везде и всегда, а для водяных или земляных насосов к источнику надо еще подобраться – пробурить скважину или вырыть котлован. В то же время грунт и вода являются оптимальными тепловыми аккумуляторами с относительно постоянной температурой в течение всего года.

Заниматься монтажом теплового насоса лучше еще на этапе строительства дома, чтобы сразу рассчитать отопительную систему с учетом последующей установки агрегата. Но если дом уже сдан в эксплуатацию, в него тоже можно интегрировать насос, но обойдется это значительно дороже.  Так есть ли смысл тратить деньги на переоборудование всей отопительной системы или лучше оставить все как есть и выбрать что-то менее дорогостоящее?

Чтобы оборудовать котельную с теплонасосом вам и правда придется потратить много больше, чем если бы вы ставили котел, однако все затраты быстро перекроются мизерными эксплуатационными расходами. Установка теплового насоса окупится за 1,5-2 года. При этом энергопотребление дома снизится, вам не нужно будет постоянно контролировать работу системы, да и разрешений на установку такого оборудования не требуется. Тепловые насосы полностью безопасны в использовании, поэтому их смело можно ставить в жилых помещениях. Они имеют презентабельный внешний вид и достаточно компактны. С какой стороны ни посмотри, это самый выгодный и перспективный способ отопления.

Как выбрать тепловой насос

Если вы решились на установку теплового насоса, осталось дело за малым – выбрать подходящий вариант. При этом следует отталкиваться от энергетического состояния вашего дома. Вне зависимости от выбранной системы необходимо создать качественную теплоизоляцию стен, фундамента и крыш, чтобы тепло, добываемое насосом, не растрачивалось впустую. Чем утепленнее дом, тем меньше будут затраты на его отопление.

Также вам потребуется рассчитать мощность насоса в зависимости от степени теплопотерь. Если у вас дом старой постройки из кирпича или дерева с деревянными оконными рамами и некачественным утеплением, то для его обогрева потребуется около 75Вт/м². Для современных домов с хорошей изоляцией тепловая потребность будет ниже – примерно 50 Вт/м². Если же вы как следует утеплили стены, пол и крышу, то для обогрева будет достаточно всего 30 Вт/м².

Полезный совет: Как показывает практика, оптимальным вариантом отопительной системы в жилом доме с теплонасосом является теплый водяной пол. Рассчитывая его мощность, обязательно учитывайте тип напольного покрытия – плитка прогревается хуже дерева, бетонная стяжка тоже греет недостаточно хорошо. Лучше всего сделать дощатый настил или залить специальную полимерную стяжку.

Если вам небезразлична экологическая безопасность своего дома, тепловой насос в этом плане полностью соответствует вашим интересам. Он не выбрасывает в атмосферу никаких вредных соединений и не использует ценные природные ресурсы. Для него не нужно вырубать лес или осушать болота – система работает на неиссякаемых источниках тепла. Она полностью безопасна и исключает вероятность пожара или взрыва при качественной изоляции проводов. Такими характеристиками не обладает ни одна отопительная установка в мире, и можно смело сказать, что даже если у теплового насоса когда-нибудь и найдутся недостатки, они останутся незамеченными на фоне его преимуществ.

Тепловой насос своими руками

Многих владельцев частных домов отпугивает стоимость установки теплового насоса. И даже факт полной окупаемости затрат в течение короткого периода не убеждает их в обратном. Поэтому рождается вполне резонный вопрос: «А можно ли делать тепловые насосы для отопления своими руками?». Спешим обрадовать любителей поработать руками во благо экономии – тепловой насос можно собрать из вполне обычных деталей или б/у запчастей.

Если вы будете устанавливать насосную отопительную систему в уже построенном доме, то убедитесь в надлежащем состоянии электропроводки и наличии счетчика. Мощность измерительного прибора должна быть не меньше 40 ампер.

Как сделать тепловой насос:

1. Для сборки агрегата вам потребуется купить компрессор. Подойдет компрессор от кондиционера, который можно купить отдельно в специализированной фирме по продаже климатической техники или взять б/у в мастерской.
2. Для фиксации компрессора используйте кронштейны L-300.
3. Чтобы сделать конденсатор, возьмите бак на 100-120 л из нержавеющей стали, разрежьте его на две половины и установите внутрь змеевик.
4. Змеевик можно смастерить из медной трубки небольшого диаметра (обычной сантехнической или от старого холодильника). Трубка не должна быть тонкостенной, иначе в процессе работы она может лопнуть. Делайте змеевик с толщиной стенок минимум 1 мм. Возьмите кислородный или газовый баллончик и накрутите на него трубку, выдерживая равную дистанцию между витками. Зафиксируйте трубку в нужном положении при помощи алюминиевого уголка – примотайте его так, чтобы каждое из отверстий в уголке находилось напротив витков.
   
5. После монтажа змеевика приварите обратно две части бака, вварив резьбовые соединения.
6. В качестве испарителя можно использовать любую пластиковую емкость на 60-80 л. В нее нужно вмонтировать змеевик из тонкой трубки диаметром в 19 мм. Прикрепите испаритель к стене с помощью L-образного кронштейна подходящего калибра.
7. Для трубопровода, который будет доставлять и выводить воду из насоса, используйте обычные водопроводные пластиковые трубы.
8. На этом этапе вам понадобится специалист по холодильному оборудованию, если вы сами таковым не являетесь. Он соберет всю систему воедино, приварит медные патрубки и закачает внутрь фреон. Не стоит даже пытаться выполнить эту работу самостоятельно, если у вас нет опыта работы с фреоном!

Подключение теплового насоса

Технология подключения теплового насоса зависит от его разновидности. Так, для системы воздух-вода не нужно устанавливать зонды, а потому и монтаж осуществляется по-другому.

Особенности установки тепловых насосов:

1. Воздух-вода – установить этот насос проще и быстрее всего, поскольку для этого не потребуется проводить землекопные или буровые работы. Как правило, геотермальную установку монтируют неподалеку от жилого дома на расстоянии от 2 м до 20 м. Насос лучше всего устанавливать на хорошо проветриваемом участке, чтобы обеспечить полноценный доступ свежего воздуха. Также не допускается расположение рядом источников открытого огня или другого тепла. Чтобы защитить тепловой насос от осадков и механических воздействий, над ним рекомендуется установить навес, но так, чтобы не создавать преград для качественного вентилирования. Место установки оборудования должно быть свободным и обеспечивать доступ к технике с любой стороны, чтобы при необходимости произвести техническое обслуживание или ремонт. Насос следует установить на металлическом каркасе-рамке, во избежание дополнительных шумов и вибрирования в процессе работы. Раму надо закрепить на основании, проложив между ней и насосом резиновые прокладки.
2. Земля-вода – установка может быть вертикальной или горизонтальной. В первом случае вам потребуется использовать буровую установку, чтобы сделать скважину глубиной в 50-100 м. Диаметр скважины должен составлять 20 см. Затем внутрь надо опустить геотермальный зонд и подключить его к системе. Для одного насоса может потребоваться несколько скважин. Их количество и глубина определяются потребностью в энергии и геологическими характеристиками местности.
   Для горизонтальной установки насоса необходимо вырыть траншею недалеко от дома. Глубина траншеи должна составлять 1,5-2 м в зависимости от уровня промерзания грунта. Туда укладывают систему труб, которая соединяет теплоноситель с насосом через цокольную часть дома.
3. Вода-вода –  чтобы собрать водный коллектор, используйте обычные ПНД-трубы, заполненные теплоносителем, то есть водой. После сборки конструкцию следует перенести на берег водоема, погрузить в воду и отбуксировать на середину пруда. Крайне важно при подключении насоса не осуществлять опрессовывание системы отопления вместе с теплогенератором, а производить проводку отдельно. Во внутреннем контуре обязательно надо установить расширительный бачок, чтобы уровень воды в нем бел выше на 50 см крайней верхней точки отопительного контура. Чтобы насос прослужил подольше, трубопровод к силовой установке лучше подключать гибкими резиновыми шлангами – они уменьшают вибрацию. Для контроля работоспособности системы предусмотрите монтаж манометров и датчиков температуры в местах входа и выхода жидкости. Также потребуется установить дренажное устройство в крайней нижней точке отопления для полного слива воды из системы.

Подытожит тему рентабельности и выгоды установки тепловых насосов видео ниже:

Устройство теплового насоса довольно простое, но его установка может вызывать затруднения у неопытных мастеров. Во избежание некорректной работы системы лучше доверить ее монтаж профессионалам.

Принцип работы теплового насоса

Принципы работы теплового насоса для обогрева и охлаждения дома, включая схемы Тепловые насосы работают аналогично холодильникам. Они могут получать тепло (или охлаждение) из воздуха, земли или воды. Наиболее распространенным типом теплового насоса является система «воздух-источник».

Воздушные тепловые насосы

«Сплит» системы с источником воздуха имеют наружный блок, который включает в себя компрессор, наружный змеевик, вентилятор и реверсивный клапан. Агрегат соединяется трубкой, заполненной хладагентом, с внутренним компонентом. Внутренний блок содержит вентилятор, внутренний змеевик и дополнительный нагревательный элемент сопротивления.

Схема сплит-теплового насоса с источником воздуха

В зависимости от того, работает ли тепловой насос в режиме охлаждения или обогрева, хладагент, проходящий через систему, нагревает или охлаждает внутренние змеевики.

Вентилятор всасывает комнатный воздух через фильтр и направляет его через внутренний змеевик.

Дополнительный нагревательный элемент с электрическим сопротивлением может включаться при необходимости для дополнительного нагрева.

Когда воздух проходит мимо змеевиков, он либо собирает, либо отдает тепло — в зависимости от того, горячие или холодные змеевики. Теплый или холодный воздух проходит по воздуховодам и попадает в комнаты дома.

«Пакетная» система — это воздушный тепловой насос, который объединяет оба компонента в одном блоке, обычно размещаемом на крыше. Комплект

Воздушный тепловой насос

Тепловые насосы за один раз выделяют меньше тепла, чем обычные газовые печи. Это означает, что они обеспечивают более мягкое тепло, не выключаются и включаются с той же частотой, что и газовая печь, и, следовательно, циркулируют больше воздуха по всему дому. Они управляются термостатом того же типа, что и в системах с принудительной подачей воздуха. В очень холодные дни тепловой насос должен работать особенно усердно, чтобы собрать тепло — тогда включается дополнительный обогреватель.

+

Найти специалиста по ремонту тепловых насосов рядом с вами

Получите бесплатные ставки прямо сейчас!

 

Некоторые тепловые насосы также могут нагревать воду для дома. Тепловой насос Hydrotech 2000 от Carrier — это система, в которой теплый воздух, выделяемый тепловым насосом, также используется для нагрева воды. В дополнение к его производительности встроенный микропроцессор изменяет скорость вращения вентилятора и производительность в зависимости от необходимости. Это значительно повышает эффективность теплового насоса.

Новые модели теплоаккумуляторов даже накапливают тепло и холод, собирая их в непиковые часы для использования в часы пик. Некоторые сохраняют тепло и холод в большом изолированном резервуаре для воды, а также дополняют тепло горячей воды.

Геотермальные тепловые насосы

Геотермальные тепловые насосы и тепловые насосы, работающие на грунтовых водах, обеспечивают циркуляцию воды, смешанной с антифризом, через систему заглубленных труб для сбора тепла из земли или грунтовых вод, температура которых гораздо более постоянна, чем температура воздуха. Температура под землей обычно выше, чем на воздухе зимой, и ниже, чем на воздухе летом. Тепловой насос, использующий грунт, извлекает тепло из земли. Shanesabin / Shutterstock.com

В системе с наземным источником используется замкнутая петля из труб, которая заглублена ниже линии промерзания; смесь воды и антифриза циркулирует по трубам, собирая тепло от земли. Тепловой насос, работающий от земли. ВодаПечь

 

Тепловые насосы для грунтовых вод

Система грунтовых вод обычно включает откачку воды из одной скважины, передачу ее тепла в ваш дом, а затем возврат воды в другую скважину.

WaterFurnace от WaterFurnace International может быть установлен либо как закрытая система с грунтовым источником, либо как система грунтовых вод с открытым контуром. Он потребляет вдвое меньше электроэнергии, чем обычные тепловые насосы, и, хотя он стоит примерно столько же, земляные работы и заземляющий контур трубопровода могут быть довольно дорогими — 2000 долларов или больше.

Далее см.:

Руководство по покупке тепловых насосов
Рейтинг эффективности тепловых насосов и размеры
Управление и опционы на тепло насоса
Оценки тепловых насосов и обзоры

Подключенный Heat Pump Pro Now

Позвоните, чтобы получить бесплатную оценку от местных специалистов, прямо сейчас:
1-866-342-3263

 

Tagged heat pumpтепловые насосы

Как работают тепловые насосы?

Все, что вам нужно знать о работе теплового насоса.

Тепловой насос очень прост, как только вы поймете основную концепцию (и я обещаю, что вы поймете это после прочтения этой статьи). Как следует из названия, тепловой насос передает или насосов тепло из одного места в другое (обратите внимание на слово «насос» — тепло не генерируется, а перемещается).

Как говорится «картинка стоит тысячи слов». Итак, давайте посмотрим один:

В этом примере:

1. Пламя нагревает воду.
2. Горячая вода подается к радиатору.
3. Вентилятор нагнетает холодный воздух на горячий радиатор, и воздух становится горячим.
4. Вода становится холодной, потому что тепло передается от воды к воздуху. Затем холодная вода перекачивается обратно в резервуар для воды, где снова нагревается (шаг 1).

• Обратите внимание, что в этом примере пламя выделяет тепло. Мы передаем это тепло воздуху с помощью среды (в данном случае воды), прокачиваемой через радиатор. Перекачиваемое тепло – тепловой насос!
• Настоящий тепловой насос не сильно отличается от этого простого примера — мы просто заменяем воду хладагентом (например, фреоном), а водяной насос заменяем компрессором.

 

Настоящий тепловой насос в действии

Режим охлаждения (обычное кондиционирование воздуха)

Погодите-ка, значит ли это, что обычный кондиционер считается тепловым насосом?

Итак, давайте посмотрим:

1. Тепло вырабатывается внутри вашего дома — от солнечных лучей, падающих через окна на крышу и стены, от приборов и от вашего тела. Это эквивалент пламени, нагревающего воду в нашем первом примере.
2. Ваш кондиционер передает это тепло изнутри вашего дома наружу. Это эквивалент насоса и радиатора

Так что теоретически — да, любой обычный кондиционер можно считать тепловым насосом (но не говорите об этом своему мастеру по ремонту, иначе вы его запутаете!)

Так чем же отличается ваш обычный кондиционер от теплового насоса?

Прежде чем обсуждать разницу, давайте посмотрим, как работает тепловой насос в режиме охлаждения:

Прежде чем мы начнем, обратите внимание на три вещи:

1. Положение реверсивного клапана
2. Направление потока хладагента.
3. Впускной и выпускной порты компрессора (они никогда не изменятся) Вы заметили?

OK- Давайте продолжим и начнем с точки 1 на диаграмме:

• Точка 1 – В начале цикла хладагент (например, фреон) находится в жидкой форме (газ, содержащийся под давлением становится жидкостью, как пропан в резервуаре, который вы используете для барбекю этого сочного стейка). Этот жидкий хладагент очень холодный. Он поступает в змеевик испарителя, расположенный внутри вашего дома. Горячий воздух в вашем доме движется по змеевику, и воздух начинает терять свое тепло и остывать.
• Пункт 2. После того, как хладагент покидает змеевик внутреннего испарителя, он поглощает тепло и становится газом. Точно так же, как когда вы нагреваете воду на плите, и она становится паром, газообразный хладагент испаряется, когда он поглощает все это тепло в доме (поэтому мы называем этот змеевик испарителем). Хладагент поступает в компрессор, который механически сжимает газ. Этот процесс повысит его температуру, поэтому хладагент выйдет из компрессора в виде горячего газа.
• Точка 3. Затем хладагент перемещается в змеевик конденсатора, расположенный снаружи дома. Поскольку температура снаружи ниже температуры горячего газа, тепло передается или «отбрасывается» от хладагента в змеевике наружному воздуху. Когда температура газообразного хладагента падает, он образует жидкий конденсат — точно так же, как капли воды образуются на холодном стакане содовой (поэтому мы называем этот змеевик конденсатором).
• Пункт 4 — Хладагент выходит из змеевика наружного конденсатора в виде теплой жидкости. Теперь нам нужно сделать теплый жидкий хладагент холодным, чтобы он мог поглощать больше тепла. Таким образом, он поступает в измерительное устройство, которое снижает давление на теплую жидкость и тем самым снижает ее температуру. Хладагент покидает дозирующее устройство в виде холодной жидкости, готовой снова повторить цикл.

А как насчет обогрева? Как он работает?

Давайте посмотрим на следующую схему:

Вы заметили, что только что произошло?

Вот две диаграммы рядом. Посмотрите внимательно на этот раз:

Посмотрите на реверсивный клапан он вращается 90 ^o , что меняет направление потока хладагента (фреона). Он идет в противоположном направлении, и это обратный цикл охлаждения. Вместо того, чтобы поглощать тепло изнутри дома, он поглощает тепло из воздуха снаружи дома и «отбрасывает» (или передает) это тепло в воздух в помещении. Теперь внутренний змеевик стал конденсатором, а наружный змеевик стал испарителем.

Обратите внимание, что тепло не вырабатывается масляной горелкой или газовой печью. Он просто перемещается (или перекачивается) из наружного воздуха внутрь дома. Вот почему тепловой насос так популярен в умеренном климате. Вам не нужно иметь печь или доставлять нефть или газ, когда погода остывает. Благодаря реверсивному клапану вы можете использовать одну и ту же электрическую систему как для кондиционера, так и для обогревателя!

Подведем итог:

• Тепловые насосы (или кондиционеры) не производят тепло. Тепло уже существует в вашем доме.
• Это точно как кондиционер — он перемещает тепло из одного места в другое.
• Единственным отличием является то, что в тепловых насосах у нас есть реверсивный клапан, который позволяет нам перемещать тепло из дома на улицу (режим охлаждения) или реверсировать цикл и отводить тепло снаружи дома в помещение. (режим обогрева).

  No related posts.