Как сделать из сплит системы тепловой насос?
Тепловой насос из бытового кондиционера…
Если вы решили кардинально повысить эффективность своей системы отопления за счёт переделки (кустарной переделки) обычного бытового кондиционера в тепловой насос, то могу огорчить – у вас вряд ли что получится. Выполняя такую переделку без достаточной технической подготовки, специализированного оборудования и инструмента вы с большой вероятностью просто испортите свой кондиционер. С другой стороны, если в вашей квартире (доме) установлен кондиционер системы «тепло-холод», оборудованный специальным устройством осуществляющим реверс потока теплоносителя (четырёх-ходовой переключающий клапан), то вы уже являетесь обладателем теплового насоса, и в переделках ваша сплит система не нуждается. Так или иначе, мощность её на нагрев увеличить не получится. И это не смотря на то, что и кондиционер, и тепловой насос — тепловые машины (холодильные машины), работающие по абсолютно одинаковому принципу. Ниже попытаюсь объяснить, в чём тут дело, и так:
Первое о чём необходимо вспомнить – обо всем известном принципе сохранения энергии. На этом принципе основаны законы сохранения энергии абсолютно во всех разделах физики, в том числе и термодинамике. «Термодинамическая формулировка» закона:
Изменение внутренней энергии термодинамической системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил над системой и количества теплоты, переданного системе, и не зависит от способа, которым осуществляется этот переход.
На этом законе основана работа всех без исключения тепловых машин. Кондиционер – не что иное, как тепловая машина, спроектированная для выполнения конкретной задачи – передачи тепла от одного объекта к другому за счёт выполнения работы двигателем. А сплит система тот же кондиционер, только разделённый на две части.
На бытовом уровне — кондиционером тепло из обслуживаемого помещения передаётся на улицу (в окружающую среду) за счёт работы совершаемой электрокомпрессором. Если поменять местами внутренний и наружный блоки кондиционера, соответственно будет получен и обратный результат – обслуживаемое помещение будет нагреваться за «счёт» улицы. Сколько тепла будет поступать – да столько, какова холодопроизводительн
Использование кондиционера в качестве теплового насоса ограничивается их конструктивными различиями, определяющие эффективность их работы. Посмотрите в инструкцию, в каких температурных условиях производитель гарантирует работу кондиционера. Для обычного кондиционера это 10 ÷ 46 Гр.С по наружному блоку (температура улицы) и 18 ÷ 30 Гр.С по внутреннему блоку (температура помещения). А теперь подумайте, при какой температуре наружного воздуха возникает потребность в отоплении помещения…
Переделка обычного кондиционера в тепловой насос, работающий в качестве дополнительного нагревательного прибора в обслуживаемом помещении.
Вариант 1. Необходимо разобрать трубную магистраль кондиционера, проходящую сквозь наружную стену и переставить блоки – сделав внутренний блок наружным, а наружный соответственно внутренним. При необходимости использования кондиционера по прямому назначению выполнить перестановку блоков в исходное положение.
Вариант 2. Выполнить модернизацию кондиционера, установив в него четырёхходовой переключающий клапан с той или иной степенью автоматизации.
Готовы вы на перечисленные переделки? Лично я в своей практике таких энтузиастов тепловых насосов не встречал…
Принципиальное конструктивное отличие теплового насоса от кондиционера – конструкция «наружного блока». У обоих аппаратов это теплообменники обеспечивающие теплообмен с окружающей средой. Только теплообменник кондиционера работает в воздухе, а теплообменник теплового насоса работает в грунте и (или) воде и называется тепловым зондом. Конструктивно он выглядит как на картинке:
Прокладка теплового зонда — отдельная серьёзная тема.
Теперь несколько слов об экономичности и эффективности.
Спорить с продавцами и кондиционеров и тепловых насосов, равно как и выяснять у них ,что либо — дело неблагодарное. Некоторые из них способны так заморочить голову, что «позабудешь, где право, где лево». Позволю себе лишь напомнить ещё один принцип термодинамики — коэффициент полезного действия тепловой машины не может равняться единице… Именно поэтому, не затратив энергию невозможно переместить ни одного Вт тепла от одного объекта к другому. Нас и интересует конкретно: какое количество кВт тепла наш аппарат – (кондиционер или тепловой насос) перемещает одним истраченным кВт энергии. У современных холодильных машин это соотношение равняется 3 ÷ 7. Естественно интересны модели с наибольшим коэффициентом. Однако за качество нужно дороже платить.
Думаю, что прочитав эти слова, вы сможете принять решение переделывать или нет свою сплит систему в тепловой насос.
Тепловой насос для отопления дома своими руками
Здесь вы узнаете:
Тепловой насос для отопления дома своими руками можно сделать из старого холодильника или кондиционера. Предлагаем простые инструкции по сборке и монтажу тепловых насосов.
Что такое тепловой насос
Использовать природное тепло земли для обогрева жилья проще всего при наличии в регионе геотермальных вод (как это делают в Исландии). Но такие условия большая редкость.
И в то же время тепловая энергия есть везде — надо только ее извлечь и заставить работать. Для этого и служит тепловой насос. Что он делает:
- отбирает энергию у низкотемпературных природных источников;
- аккумулирует ее, то есть поднимает температуру до высоких значений;
- отдает ее теплоносителю системы отопления.
В принципе, используется стандартная схема компрессорного холодильника, но «наоборот». В первом контуре циркулирует природный теплоноситель. Он замкнут на теплообменник, выполняющий функцию испарителя для второго контура.
1 — земля; 2 — циркуляция рассола; 3 — циркуляционный насос; 4 — испаритель; 5 — компрессор; 6 — конденсатор; 7 — система отопления; 8 — хладагент; 9 — дроссель
Второй контур — это и есть сам тепловой насос, внутри которого находится фреон. Цикл теплового насоса состоит из следующих этапов:
- В испарителе фреон нагревается до температуры кипения. Она зависит от типа фреона и давления в этой части системы (обычно до 5 атмосфер).
- В газообразном состоянии фреон поступает в компрессор и сжимается до 25 атмосфер, при этом его температура растет (чем больше сжатие, тем выше температура). Это и есть фаза аккумуляции тепла — из большого объема с низкой температурой переход в малый объем с высокой температурой.
- Нагретый давлением газ поступает в конденсатор, в котором происходит передача тепла теплоносителю системы отопления.
- После охлаждения фреон попадает в дроссель (он же регулятор потока или терморегулирующий вентиль). В нем давление падает, фреон конденсируется и в виде жидкости возвращается в испаритель.
Преимущества тепловых насосов
К преимуществам систем обогрева с тепловыми насосами относят такие:
- Экономическая эффективность. При затратах 1 кВт электрической энергии можно получить 3-4 кВт тепловой. Это усредненные показатели, т.к. коэффициент преобразования тепла зависит от типа оборудования и особенностей конструкции.
- Экологическая безопасность. При работе тепловой установки в окружающую среду не попадают продукты сгорания или другие потенциально опасные вещества. Оборудование озонобезопасно. Его применение позволяет получить тепло без малейшего вреда для экологии.
- Универсальность применения. При установке систем отопления, работающих от традиционных источников энергии, владелец дома попадает в зависимость от монополистов. Солнечные батареи и ветрогенераторы не всегда рентабельны. Зато тепловые насосы можно устанавливать где угодно. Главное – правильно выбрать тип системы.
- Многофункциональность. В холодное время года установки отапливают дом, а в летнюю жару способны работать в режиме кондиционеров. Оборудование применяют в системах ГВС, подключают к контурам теплых полов.
- Безопасность эксплуатации. Теплонасосам не требуется топливо, при их работе не выделяются токсичные вещества, а предельная температура узлов оборудования не превышает 90 градусов. Эти отопительные системы не опаснее холодильников.
Идеальных приборов не существует. Тепловые насосы надежны, долговечны и безопасны, но их стоимость напрямую зависит от мощности.
Качественное оборудование для полноценного обогрева и горячего водоснабжения дома 80 м.кв. обойдется примерно в 8000-10000 евро. Самоделки маломощны, их можно использовать для отопления отдельных комнат или подсобных помещений.
Эффективность установки зависит от теплопотерь дома. Оборудование имеет смысл устанавливать только в тех зданиях, где обеспечен высокий уровень изоляции, а показатели теплопотерь не выше 100 Вт/м.кв.
Теплонасосы способны прослужить 30 лет и более. Особенно рентабельно их применение для ГВС, а также в комбинированных отопительных системах, включающих теплые полы.
Оборудование надежно и редко ломается. Если оно самодельное, то важно подобрать качественный компрессор, лучше всего – от холодильника или кондиционера проверенной марки.
Принцип работы
Все окружающее нас пространство есть энергия — нужно только уметь ее использовать. Для теплового насоса нужно, чтобы температура окружающей среды была больше 1С°. Тут следует сказать, что даже земля зимой под снегом или на некоторой глубине сохраняет тепло. Работа геотермального или любого другого теплонасоса основывается на транспортировке тепла от его источника с помощью теплоносителя к контуру отопления дома.
Схема работы прибора по пунктам:
- носитель тепла (вода, грунт, воздух) наполняет находящийся под грунтом трубопровод и нагревает его;
- затем теплоноситель транспортируется в теплообменник (испаритель) с последующей передачей тепла на внутренний контур;
- во внешнем контуре находится хладагент – жидкость с низкой точкой кипения под низким давлением. Например, фреон, вода со спиртом, гликолевая смесь. Внутри испарителя это вещество нагревается и становится газом;
- газообразный хладагент направляется в компрессор, сжимается под высоким давлением и нагревается;
- горячий газ попадает в конденсатор и там его тепловая энергия переходит к теплоносителю системы отопления дома;
- завершается цикл превращением хладагента в жидкость, и она, вследствие потери тепла, возвращается назад в систему.
Тот же принцип используется для холодильников, поэтому тепловые насосы для дома можно применять как кондиционеры для охлаждения помещения. Проще говоря, тепловой насос – это такой холодильник с обратным действием: вместо холода вырабатывается тепло.
Виды теплонасосов: нюансы работы теплообменника фреон-вода
Природный источник энергии может представлять собой систему скважинного типа, грунтового или водоемного. Каждый вариант уникальный. Отличается принцип работы и монтаж.
Когда источником энергии является скважина, необходимо пробурить соответствующее отверстие в земли. В 1 м источника можно добыть 50-60 Вт энергии. Для нормальной работы теплонасоса потребуется 20 м.
Особенности получения энергии со скважины:
- Главные плюсы – компактность и большая теплоотдача;
- Минус – сложности при бурении скважины.
Когда источником тепла выступает грунт, то труба залегает на глубину ниже уровня промерзания земли. Для укладки трубы можно вырыть котлован или траншею.
Добыча энергии с земли достаточно трудный процесс, который требует большой площади, которая не будет доступной к эксплуатации.
Если поблизости размещены водоемы, то можно положить трубу в источник воды. Главное требование – достаточная глубина. В 1 кв м воды можно получить 30 Вт энергии. Для фиксации труб на глубине к ним прикрепляется груз.
В некоторых случаях в качестве источника используют воздух. Такой насос содержит хладагент. В этом случае подходит фреон из холодильника. Вещество забирает тепло из воздуха и отдает помещению.
Все составляющие солнечной батареи доступны и не дороги. И собрать конструкцию можно своими руками.
Плюсы и минусы самодельного оборудования
Тепловой насос представляет собой устройство, которое не производит тепло, а перемещает его с одного места в другое, повышая при этом температуру за счет компрессии. Этот процесс протекает по принципу цикла Карно, который заключается в движении рабочего тела (хладагента) по замкнутой системе. При смене его состояние с жидкого на газообразное и наоборот происходит выделение или поглощение большого количества энергии. Этот принцип используют в конструкциях холодильников, но механизм действия теплового насоса заключается в поглощении тепла снаружи и передаче его помещению.
Этапы цикла Карно:
- жидкий фреон по трубке поступает в испаритель;
- взаимодействуя с теплоносителем, которым выступают вода, воздух или грунт, хладагент испаряется, принимая газообразное состояние;
- рабочее тело проходит через компрессор, сжимается под давлением, что способствует повышению его температуры
- далее поступает в конденсатор, который выступает теплообменником;
- отдает полученное тепло теплоносителю и вновь принимает форму жидкости;
- в таком виде фреон поступает в расширительный клапан, где при низком давлении вновь движется к испарителю.
Устройство промышленного производства дорогое, срок окупаемости составляет в среднем 5-7 лет. Популярность теплового насоса из старого холодильника обусловлена минимальными материальными вложениями на изготовление агрегата и возможностью экономии энергозатрат при его работе.
Внимание! Для получения 3-4 кВт тепловой энергии расходуется в среднем 1 кВт электричества.
Дополнительно выделяют следующие плюсы использования самодельного оборудования:
- отсутствие шума, посторонних запахов;
- не требуется установка вспомогательных конструкций, дымохода;
- работа оборудования не наносит вред окружающей среде, так как не предполагает выброс в атмосферу продуктов сгорания;
- возможность установки системы в удобном месте;
- многофункциональность. Зимой устройство используют как обогреватель, а летом в качестве кондиционера;
- безопасность. Эксплуатация не предполагает использование топлива, а максимальная температура узлов агрегата не превышает 90 0С;
- долговечность, надежность. Срок службы агрегата при использовании качественных комплектующих составляет 30 и более лет.
Основным минусом самодельных устройств является их малая производительность, поэтому их чаще используют как дополнительный вариант отопления отдельных комнат в доме. Собирать подобную систему рекомендуют в помещениях с хорошей теплоизоляцией и уровнем теплопотерь не более 100 Вт/м2.
Тепловой насос из кондиционера
Современные сплит-системы, особенно инверторного типа, успешно выполняют функции того же теплового насоса воздух – воздух. Их проблема в том, что эффективность работы падает вместе с наружной температурой, не спасает даже так называемый зимний комплект.
Домашние умельцы подошли к вопросу иначе: собрали самодельный тепловой насос из кондиционера, отбирающий теплоту проточной воды из скважины. По сути, от кондиционера тут используется только компрессор, иногда – внутренний блок, играющий роль фанкойла.
По большому счету, компрессор можно приобрести отдельно. К нему потребуется сделать теплообменник для нагрева воды (конденсатор). Медная трубка с толщиной стенки 1—1.2 мм длиной 35 м наматывается для придания формы змеевика на трубу диаметром 350—400 мм или баллон. После чего витки фиксируются перфорированным уголком, а затем вся конструкция помещается в стальную емкость с патрубками для воды.
Компрессор из сплит-системы присоединяется к нижнему вводу в конденсатор, а к верхнему подключается регулирующий клапан. Таким же образом изготавливается испаритель, для него сгодится обычная пластиковая бочка. Кстати, вместо самодельных емкостных теплообменников можно использовать заводские пластинчатые, но это обойдется недешево.
Сама по себе сборка насоса не слишком сложна, но здесь важно уметь правильно и качественно пропаивать соединения медных трубок. Также для заправки системы фреоном потребуются услуги мастера, не станете же вы специально покупать дополнительное оборудование. Дальше – этап наладки и пуска теплового насоса, который далеко не всегда проходит удачно. Возможно, придется немало повозиться, чтобы добиться результата.
Как сделать тепловой насос своими руками из старого холодильника
Прежде чем приступить к изготовлению теплового насоса, необходимо выбрать источник тепла и решить вопрос со схемой работы установки. Кроме компрессора понадобится и другое оборудование, а также инструменты.
Выполнение схем и чертежей. Чтобы установить тепловой насос, необходимо сделать скважину, потому что источник энергии должен находиться под землей. Глубина скважины должна быть такой, чтобы температура земли составляла не менее 5 градусов. Для этой цели также подойдут любые водоёмы.
Конструкции тепловых насосов похожи, поэтому вне зависимости от того, каким будет источник тепла, можно использовать практически любую схему, найденную в сети. Когда схема будет выбрана, необходимо выполнить чертежи и указать в них размеры и места соединения узлов.
Так как рассчитать мощность установки достаточно трудно, можно воспользоваться средними значениями. Например, для жилого помещения, имеющего низкие теплопотери, потребуется отопительная система с мощностью 25 Вт на кв. метр. Для здания, которое хорошо утеплено, это значение составит 45 Вт на кв. метр. Если у дома, достаточно высокие теплопотери, мощность установки должна быть не менее 70 Вт на кв. метр.
Выбор нужных деталей. Если компрессор, снятый с холодильника, поломан, то предпочтительнее приобрести новый. Не рекомендуется производить ремонт старого компрессора, ведь в будущем это может негативно повлиять на работу теплового насоса.
Для изготовления прибора также будут необходимы терморегулирующий клапан и 30-сантиметровые L-образные кронштейны.
Дополнительно потребуется приобрести следующие детали:
- герметичная тара из нержавейки объёмом 120 литров;
- емкость из пластика объёмом 90 литров;
- три трубы из меди разного диаметра;
- трубы из металлопластика.
Для работы с металлическими деталями понадобятся сварочный аппарат и болгарка.
Сборка узлов и установка теплового насоса
В первую очередь следует установить на стену компрессор, используя кронштейны. Следующий шаг – работа с конденсатором. Бак из нержавейки нужно разделить на две части при помощи болгарки. В одну из половин монтируется медный змеевик, затем емкость необходимо заварить и сделать в ней резьбовые отверстия.
Чтобы изготовить теплообменник, нужно намотать на емкость из нержавейки медную трубу и закрепить концы витков рейками. Присоединить к выводам сантехнические переходы.
К баку из пластика также необходимо прикрепить змеевик – он будет выполнять роль испарителя. Затем закрепить его на участке стены при помощи кронштейнов.
Как только работа с узлами будет окончена, нужно подобрать терморегулирующий клапан. Конструкцию следует собрать и заправить систему фреоном (для этой цели подойдет марка R-22 или R-422).
Подсоединение к заборному устройству. Вид устройства и нюансы подсоединения к нему будут зависеть от схемы:
- «Вода-земля». Следует установить коллектор ниже линии промерзания земли. Необходимо, чтобы трубы находились на таком же уровне.
- «Вода-воздух». Такую систему устанавливать легче, так как нет необходимости в бурении скважин. Коллектор монтируется в любом месте около дома.
- «Вода-вода». Коллектор изготавливается из металлопластиковых труб, а после помещается в водоём.
Также можно установить для обогрева дома комбинированную отопительную систему. В такой системе тепловой насос работает одновременно с электрическим котлом и используется как дополнительный источник отопления.
Тепловой насос для обогрева дома вполне можно собрать самостоятельно. В отличие от покупки готовой установки, это не потребует больших финансовых затрат, а результат обязательно порадует.
Изготовление геотермальной установки
Изготовить геотермальную установку своими руками вполне возможно. При этом для обогрева жилища используется тепловая энергия земли. Конечно, это трудоемкий процесс, но и выгода при этом получается существенная.
Расчет контура и теплообменников насоса
Площадь контура для ТН составляется из расчета 30 м² на каждый киловатт. Для жилого помещения площадью 100 м² нужно около 8 киловатт/час энергии. Значит площадь контура будет составлять 240 м².
Теплообменник можно сделать из медной трубки. Температура на входе 60 градусов, на выходе 30 градусов, тепловая мощность 8 киловатт/час. Площадь теплового обмена должна быть 1,1 м². Медная трубка диаметром 10 миллиметров, коэффициент запаса 1,2.
Длина окружности в метрах: l = 10 × 3,14 / 1000 = 0,0314 м.
Количество медной трубки в метрах: L = 1,1 × 1,2 / 0,0314 = 42 м.
Необходимое оборудование и материалы
Во многом успех при изготовлении ТН зависит от степени подготовленности и знаний самого исполнителя, а также от наличия и качества всего необходимого для монтажа теплового насоса.
Перед началом работ нужно приобрести оборудование и материалы:
- компрессор;
- конденсатор;
- контроллер;
- полиэтиленовые фитинги, предназначенные для сборки коллекторов;
- труба на земляной контур;
- циркуляционные насосы;
- водопроводный шланг или труба ПНД;
- манометры, термометры;
- трубка медная диаметром 10 миллиметров;
- утеплитель для трубопроводов;
- комплект уплотнений для герметизации.
Как собрать теплообменный блок
Теплообменный блок состоит из двух составных частей. Испаритель нужно собрать по принципу «труба в трубе». Внутренняя медная трубка заполняется фреоном или другой быстро закипающей жидкостью. По наружной циркулирует вода из скважины.
Перед сборкой конденсатора необходимо медную трубку намотать в виде спирали и поместить в металлическую бочку емкостью не менее 0,2 м³. Медная трубка заполняется фреоном, а бочка с водой подключается к системе отопления дома.
Обустройство грунтового контура
Для того чтобы подготовить необходимую площадь для грунтового контура, требуется выполнить большой объем земляных работ, которые желательно проводить механизированным способом.
Можно использовать 2 метода:
- При первом способе необходимо снять верхний слой грунта на глубину ниже его промерзания. На дно получившегося котлована уложить змейкой свободную часть наружной трубы испарителя и произвести рекультивацию почвы.
- Во втором способе нужно сначала прокопать траншею по всей планируемой площади. В нее укладывается труба.
Затем нужно проверить герметичность всех соединений и заполнить трубу водой. Если протечек нет, можно засыпать конструкцию землей.
Заправка и первый запуск
После окончания монтажа необходимо заполнить систему хладагентом. Данную работу лучше всего поручить специалисту, потому что для заправки внутреннего контура фреоном применяются специальные приборы. При заполнении нужно замерить давление и температуру на входе компрессора и на выходе.
После окончания заправки нужно включить оба циркуляционных насоса на самую низкую скорость, затем запустить компрессор и контролировать работу всей системы по термометрам. При прогреве магистрали возможно обмерзание, но после полного прогрева системы обмерзание должно растаять.
На чтение 8 мин. Просмотров 7.5k.
В нынешних реалиях цены на энергоносители стремительно растут и отапливать частный дом становится все накладнее. В некоторых районах даже нет возможности подключиться к газораспределительной магистрали. Отапливать дом, используя электричество, очень дорого.
Все чаще в таких случаях начали использовать тепловые насосы. Оборудование для таких систем отопления достаточно дорогостоящее, но с годами использования вложенные средства окупаются и появляется экономия. При желании можно сделать свой тепловой насос своими руками. Для таких систем сырьем служит энергия, которую содержит земля, воздух и вода.
Виды тепловых насосов
Чтобы четко понимать, что из себя представляет теплонасос, нужно знать, что является для него тепловым носителем на контурах его конструкции снаружи дома и внутри. Эти теплоносители и классифицируют данное устройство.
Виды тепловых насосов
Энергию для своей работы устройство получает из следующих источников:
- вода. Источником может быть водоем, централизованное водоснабжение или скважина и т.п;
- грунт;
- воздух.
Внутри помещения энергия, полученная при помощи такого устройства, используется не только для отопления, но и в кондиционировании воздушного пространства, а так же нагрева воды. Сочетание различных функций и используемых элементов позволяют разбить теплонасосы на несколько видов, к которым можно отнести:
- вода-вода;
- воздух-вода;
- грунт-вода.
Вода-воздух
Наиболее эффективными для отопления считаются системы вода-вода. Такая эффективность связана с тем, что температура используемой воды, находящейся на большой глубине, постоянная и имеет достаточно высокие показатели. Для получения энергии с данного вида источника могут использовать:
- скважины и колодцы, с помощью которых, качают грунтовые воды;
- водоемы открытого типа, к которым относятся реки и озера;
- сточные воды, которые использовались в промышленности для технологии.
Теплонасос, который использует энергию, добываемую из водоема открытого типа, потребует наименьших затрат. В этом случае потребуется укомплектовать грузом трубы, имеющие теплоноситель, и опустить в воду. В случае с грунтовыми водами применяется конструкция более дорогостоящая, так как ее выполнение уже сложнее. Для сбрасывания воды необходимо построить колодец. Эта вода будет проходить через теплообменник.
Воздух-вода или воздушный контур
Теплонасос воздух-вода сочетает в себе плюсы и минусы. К плюсам можно отнести ненадобность в разрабатывании скважин большой глубины и работ, связанных с уборкой грунта. Минусом данных устройств является его малая мощность в холодный период времени года, что и сказывается на его наименьшей эффективности среди других моделях. Для применения этого устройства требуется смонтировать соответствующее оборудование на домовой крыше.
Воздушный тепловой насос
К преимуществу данной конструкции можно отнести ее возможность повторного применения покидающего тепла из помещений, которые обогревает теплонасос в виде дыма, воды или воздуха. В зимний период времени потребуется применение альтернативного отопления, чтобы исключить недостаток тепла.
Грунт-вода
Тепловой насос данного типа является так же очень эффективным источником энергии для отопления. Это связано с тем, что тепло, которое получается из земли глубиной 5 метров имеет постоянные значения по температуре и на него не оказывают действия изменения погодных условий на поверхности земли. На внешнем контуре теплоносителем является специальный безопасный состав, называемый рассолом, который безопасный, с точки зрения экологии.
Наружный контур, используемый для теплонасоса данного вида, может быть горизонтального или вертикального типа.
Применяемые для этой системы трубы, должны быть пластиковыми. Горизонтальное исполнение требует большое площади земли. После компоновки труб под грунт, этот участок земли использовать под сельскохозяйственные нужды нельзя.
Разрешается выращивать газон или растения одногодки. Для вертикального исполнения потребуется разработать несколько скважин, глубина которых составляет от 50 до 150 метров, так как на такой глубине грунт имеет устойчивую и высокую температуру. Такое устройство получило название – геотермальный насос. Чтобы передавать энергию с таких глубин применяют специальные зонды.
Принцип работы теплового насоса
Окружающая нас среда, при температуре более одного градуса, имеет определенное количество энергии. При помощи теплового насоса эту энергию можно использовать. Принцип его работы основывается на тепловой передаче от низко потенциального источника, обладающего тепловой энергией, к теплоносителю, температура которого намного выше.
Принцип работы теплового насоса
Реализуется это следующим образом:
- В размещенный в грунте трубопровод заходит теплоноситель. Происходит его нагрев на несколько градусов.
- После этого перешедший в испаритель теплоноситель передает на внутренний контур энергию, которая была собрана в испарителе.
- Во внешнем контуре располагается хладагент, который превращается в газ после нагрева в теплообменнике.
- Чтобы температура этого хладагента стала выше, он попадает в компрессор для сжатия под высоким давлением.
- Уже разогретый газ хладагента попадает в конденсатор, который в свою очередь отдает тепло теплоносителю отопительной системе помещения.
- После завершения цикла, хладагент, который утратил тепло, превращается в жидкое состояние и возвращается в изначальное положение.
Холодильные установки работают по схожему принципу. В связи с этим, тепловые насосы можно применять для конденсирования воздуха в жаркое время года (сплит системы), как из холодильника.
Как сделать тепловой насос своими руками?
Не каждому по карману приобретение теплового насоса заводского изготовления, не говоря уже о квалифицированном его монтаже. Изготовить своими руками тепловой насос можно из деталей, которые уже имеются и прикупить недостающие, которые можно найти бывшего употребления в нормальном состоянии.
При подготовке к строительству такой отопительной системы потребуется убедиться в исправности и надежности электрической сети. Электрический счетчик должен быть рассчитан на нагрузку 40 А. В противном случае его потребуется заменит на новый. При желании и возможности можно осуществить дополнительно утепление дома. Так же перед тем, как изготовить геотермальный тепловой насос своими руками, потребуется исследовать глубину, на которую может промерзать используемая почва. Наличие проекта упростит будущие работы и экономичность воплощения задуманного строительства.
На первом этапе подготовки следует приобрести компрессор требуемой мощности, которая должна быть не менее 7 кВт. Получается можно изготовить тепловой насос из кондиционера, то есть из его комплектующих. Такое оборудование легко можно найти в сервисных мастерских. Наиболее часто компрессор монтируется на стену.
Сборка геотермального теплового насоса
Следующим важным элементом конструкции является конденсатор. Для его изготовления потребуется нержавеющий бак, объем которого составляет до 120 литров. Бак разрезается на пополам. Это необходимо для установки во внутрь бака змеевика. Змеевик можно сделать из медной трубки, взятой из старого холодильника или еще материалом может послужить сантехническая трубка из меди.
Трубка должна быть не менее 1 мм по толщине, так как хрупкие трубки могут ломаться или трескаться при монтаже. Змеевик идеально наматывать на газовый баллон, соблюдая равномерность шага намотки. Для точности и прочности можно применить перфорированный уголок из алюминия, который используют в строительстве плиточники. После установки в бак змеевика можно выполнить сваривание двух его половинок, предварительно перед этим приварив требующиеся резьбовые соединения. Сделанный и готовый к работе конденсатор, так же как и компрессор, монтируют на стену.
Для изготовления испарителя можно воспользоваться пластиковой емкостью, объем которой составляет 80 литров. Во внутрь испарителя так же, как и в бак, устанавливается змеевик, выполненный из ¾” медной трубки. Монтаж испарителя выполняется подобным образом.
Окончательную обвязку оборудования, в которую входит спаивание трубок, закачивание фреона, лучше доверить специалисту, связанному с холодильным оборудованием. Следует помнить, что при некачественном монтаже последнего этапа зависит не только работоспособность оборудования, но и здоровье окружающих, которые могут получить бытовые травмы при аварии.
После завершения работ по обвязке оборудования, его можно подключить к внутренней отопительной системе помещения. Выполнив выше перечисленные действия приступают к установки оборудования на внешнем контуре. Работы на этом этапе зависят от специфики и оборудования и вида насоса.
Как сделать тепловой насос из кондиционера своими руками? (видео)
Расчет мощности для геотермального теплового насоса
На количество изъятой энергии могут влиять множество факторов и параметров, к которым можно отнести качество почвы, глубина, на которую закладываются трубы и т.д. Общим показателем, которым пользуются при расчете, является 20 Вт/м. Для разных типов почв он разный:
- 10 — сухой песок;
- 20 — сухая глина;
- 25 — влажная глина;
- 35 — глина, в которой чрезмерное содержание влаги.
При расчетах учитывают, что при подаче и обратке циркулирующего теплоносителя, разница температуры составит 3 градуса. Прокладывать трубы стоит на расстояние, которое не должно быть меньше, чем 700-800 мм. Длина траншеи должна быть от 50 до 150 метров.
Тепловой насос Френетта своими руками
Для отопления помещений малого размера, к которым можно отнести гараж или баня, можно использовать тепловой насос Френетта. В моделях такого устройства нет цилиндра и вентилятора. Внутри устройства находится множество вращающихся дисков. Поступающее в радиатор масло играет роль теплоносителя. После охлаждения оно приходит обратно в систему.
Тепловой насос Френетта
Для изготовления такого теплонасоса потребуются следующие элементы:
- металлическая емкость;
- диски из стали;
- гайки;
- стальной вал;
- электрический двигатель;
- радиатор;
- трубы.
В начале требуется насадить диски на стальной вал, на который нарезана резьба, чередуя их с гайками. Высота гаек должна быть 6 мм. Диски набираются до самого верха емкости. Потребуется прорезать два отверстия для циркуляции теплоносителя. Разогретое масло из радиатора попадает в емкость, спускаясь по дискам, оно отдает тепло и охлажденное попадает обратно в систему, после чего нагревается снова. Вращение стального вала обеспечивается электрическим двигателем. Для большей экономичности делают автоматическим включение и выключение электрического двигателя.
Многим владельцам частных домов хотелось бы использовать тепловые насосы. Но их стоимость и трудность в собственноручном изготовлении не дает стать им широко применяемыми. Вырабатываемой мощности не всегда хватает для всех нужд.
Отопление дома кондиционером: тепловые насосы
Переход на современные энергоэффективные системы отопления поможет сэкономить в будущем.
Ограниченность в выборе энергоресурсов сегодня не редкость, особенно в районах «молодой» застройки. Если иных источников энергии кроме электричества на объекте нет, кондиционеры станут не только отменным способом охладить жильё летом, но и обеспечат качественный и экономичный обогрев в холода.
Подходящий класс оборудования
Не все кондиционеры пригодны для использования в качестве отопительных приборов. Существует отдельная группа климатической техники, называемая тепловыми насосами. Если кратко, то ключевое отличие такого оборудования заключается в возможности инвертировать направление хладагента в контуре испарителя и компрессора. Таким образом, в летнем режиме установка отбирает излишек тепла из комнатной атмосферы и сбрасывает его на улицу, зимой же всё происходит по обратной схеме.
Нагрев воздуха тепловым насосом происходит не за счёт преобразования электрической энергии в тепловую (как в простейших кондиционерах с функцией нагрева), а за счёт перекачки тепла из одной среды в другую. Отсюда происходит и название оборудования: даже в морозную погоду воздух содержит некоторое количество теплоты, которую можно изъять и направить внутрь здания для поддержания комфортного климата. Но такой принцип работает только при определённых условиях, главным ограничением действует разница температур между улицей и помещением, а также температурные пределы, при которых рабочий теплоноситель — хладагент, может испаряться и конденсироваться.
Устройство воздушного теплового насоса
По конструкции тепловые насосы — приборы достаточно сложные. С одной стороны в комплектацию входит ряд устройств, обеспечивающих обратную циркуляцию теплового контура под управлением автоматики. Это четырёхходовой клапан, расширительный клапан особой конструкции и более сложная система каналов, по которым циркулирует хладагент. С другой стороны, настоящий тепловой насос обязательно комплектуется устройствами, помогающими основным узлам насоса работать в экстремальных условиях. Всё вспомогательное оборудования на языке маркетинга называется «зимним комплектом», в него входят:
- нагреватель компрессорного масла;
- радиаторы специальной конструкции, устойчивые к образованию конденсата и обмерзанию;
- устройства рекуперации, подающие на внешний теплообменник вытяжной вентиляционный поток;
- система инжекции подогретого хладагента;
- специальная марка хладагента.
Сфера применения
Основной критерий оценки для тепловых насосов — коэффициент тепловой эффективности, иначе называемый COP. Эту величину в действительности определить достаточно сложно, она зависит как от степени термодинамического совершенства — реального КПД машины с учётом всех цепочек преобразований, так и от мощности источника низкопотенциальной энергии. Эти два фактора склонны изменяться, в основном в зависимости от текущей разницы температур, то есть реальный интерес представляет динамика изменения COP в различных условиях работы. Иначе говоря, производительность отдельно взятой модели теплового насоса рассматривается в соответствии с доминирующим тепловым режимом, а не по самой холодной пятидневке. Экономия, полученная от установки в период умеренной разницы температур, должна покрывать затраты на работу конвекционных и лучистых источников в сильный мороз, когда тепловой насос работать не может.
Тепловые насосы рассчитаны не только для бытового применения. Они отлично справляются с сильным охлаждением ограниченных пространств: морозильных камер или отсеков с вычислительной техникой. В странах Запада активно развивается практика отведения под комнату-холодильник отдельного подвального помещения с последующей передачей тепла наружу летом или в приток вентиляции зимой. Это так называемые бивалентные системы теплоснабжения, другим частным случаем можно назвать подачу на внешний теплообменник воздуха, пропущенного по грунтовому теплообменнику или сухому солнечному коллектору.
Проблемы тепловых насосов
Системы отопления, основанные на воздушных тепловых насосах, отличаются высокой сложностью проектирования: требуется определить не только достаточный объём притока энергии для восполнения теплопотерь, но также эффективный режим работы, количество и расположение узлов нагревательной системы. При этом число единиц и стоимость задействованного оборудования должны быть, безусловно, минимальными.
Обычно следствием ошибок расчёта и установки воздушных систем отопления служит появление в помещении холодных зон, а также конденсация влаги на остеклении, не имеющем тепловой завесы. Места размещения внутренних блоков нужно определять по представленным производителем эпюрам распределения температуры и скорости потока для стандартных режимов нагрева. Эту задачу выполнить особенно сложно с учётом того, что введение каждого нового источника нагрева требует в разных вариациях:
- установки дополнительного внешнего блока;
- прокладки магистрали фреона до внешнего блока;
- прокладки воздушного канала.
Из-за этого окончательная конфигурация системы отопления должна быть выбрана один раз, зачастую задолго до начала работ по внутреннему обустройству дома. Всё из-за крайне низкой пригодности тепловых насосов к модернизации и отсутствия существенного запаса мощности. Крайне важно уметь определить, в каких случаях использовать традиционные нагревательные приборы удобнее и выгоднее, чем инверторный кондиционер. Не в последнюю очередь следует думать и об эксплуатационном ресурсе теплового насоса: наиболее эффективной его работа будет при значениях COP выше 2–2,3.
Разновидности конфигураций: сплит-системы, моноблоки, руфтопы
При всей своей «неуклюжести» тепловые насосы имеют достаточно много конфигураций для выбора наиболее удобного размещения оборудования. Системы мультисплит обязаны своим появлением стремлению сохранить внешний вид зданий, а также обеспечить более высокий уровень технологической организации. Принципиальное отличие таких систем — наличие разветвителя и устройства автоматической регулировки мощности в достаточно высоком диапазоне.
Следующий шаг в этом направлении был сделан при выходе на рынок мультизональных систем VRF и, как частный их случай, систем VRV. В гражданском применении такие системы направлены на коллективное использование, они допускают одновременное подключение нескольких дюжин внутренних блоков к одной уличной установке, при этом протяжённость фреоновой магистрали может достигать сотни метров, а разница по высоте между элементами системы — вплоть до 12 этажей.
Единственное строгое ограничение для тепловых насосов представляет необходимость нахождения внешнего испарителя на открытом воздухе, все остальные изменения в конфигурации — на усмотрение технологов. Это позволило действовать в обратном направлении, избежав применения фреоновых магистралей или сведя к минимуму их протяжённость. Компактные тепловые насосы для локального обогрева достаточно дёшевы, при этом они не требуют обустройства соединительных трубопроводов или воздушных каналов. Моноблочные инверторы, встраиваемые в стену или окно, а также руфтопы, блоки которых расположены по разные стороны от кровельного перекрытия на минимальном расстоянии, позволяют эффективно распределить тепло по всей полезной площади максимально равномерно.
Инженерные коммуникации
Очевидно, что наиболее пригодные места установки источников тепла в случае использования тепловых насосов — внешние стены и верхние этажи под плоской кровлей или холодным чердаком. Однако при значительных размерах здания его центральные помещения остаются без активного отопления, что не всегда удобно. Решить такую проблему можно за счёт правильной разводки фреоновых магистралей или организации воздушного обогрева, источником тепла в котором выступает атмосферный тепловой насос.
В последнем случае размещать внешний блок лучше в небольшой технической пристройке, обычно расположенной на уровне земли, что облегчает подключение к грунтовому теплообменнику, или на крыше — для подключения к полю гелиосистемы. Внутренний блок располагается внутри здания, соединяясь с внешним через проход в ограждающей стене. Транспортировка нагретого воздуха до потребителей осуществляется через замкнутую систему воздушных каналов:
- в подающем контуре поддерживается постоянное давление воздуха, объём поступления которого по каждой ветке регулируется канальными шиберами;
- входы вытяжных каналов расположены в точках, диаметрально противоположным местам установки тёплого притока, через них частично охлаждённый комнатный воздух собирается и подаётся ко внешнему блоку, обеспечивая тем самым цикл рекуперации.
Сама возможность полного контроля над вентиляцией подразумевает существенную экономию. При этом высокая сложность и стоимость воздушных каналов нивелируется относительно низкой стоимостью установки: один блок всегда обходится дешевле нескольких поменьше при равной суммарной мощности.
Когда система с тепловым насосом включает также внутренние блоки с системой медных трубопроводов, стоимость коммуникаций возрастает, однако вместе с тем повышается и комфорт пользования системой. С одной стороны — проложить сложную разводку фреоновых магистралей можно даже при небольшой толщине перегородок и перекрытий. С другой — иногда более эффективным решением оказывается организация замкнутых контуров, в которых циркулирует хладагент, для дальнейшего параллельного подключения к ним внутренних блоков — на это и рассчитаны мультизональные системы.
Канальные кондиционеры
Отдельная категория тепловых насосов, которая включает в себя преимущества воздушного рекуперативного отопления и экономичность инверторной схемы — канальные кондиционеры. Сама по себе концепция скрытого размещения внутренних блоков не нова, однако тепловые насосы подобного типа стали доступны широкому кругу покупателей сравнительно недавно.
Главное отличие такой конфигурации — практически полная бесшумность при наличии внутренних блоков, позволяющих настроить режим работы отопления с высокой гибкостью и точностью. Единственное ограничение для монтажа канальных тепловых насосов представляют строительные конструкции, которые должны содержать как достаточно широкие полости для прокладки каналов, так и внушительных размеров нишу для установки корпуса основного устройства. Но при этом фреоновые магистрали можно прокладывать параллельно с воздуховодами.
Внутренний блок канального теплового насоса выполняет функцию не только нагрева воздушного потока, но также его распределения по отдельным потребителям, фильтрацию и подготовку. Контур рекуперации также может присутствовать, но обычно это устройство выполняется в виде приставки. Помимо широких возможностей в управлении и настройке, скрытое расположение внутреннего блока может быть попросту удобным и никак не повлияет на интерьер помещения.
Резюме
Воздушные тепловые насосы пока не приходится рассматривать как основной и единственный источник обогрева, особенно если в течение отопительного периода возможны затяжные падения температуры ниже -5…-10 °C. Установки, способные работать в более экстремальном температурном режиме, существуют, но входят в значительно более высокую ценовую категорию с более продолжительным сроком окупаемости.
И всё же в среднем диапазоне температур такие приборы демонстрируют действительно высокую эффективность: для восполнения теплопотерь им необходима всего четверть их энергетического эквивалента. При сроке службы такого оборудования свыше 20–30 лет оно успевает окупить себя несколько раз, так что своевременный переход на современные энергоэффективные системы отопления поможет сэкономить в будущем, когда цена на энергоносители станет значительно более высокой, чем сегодня. опубликовано econet.ru
P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet
Первоначально кондиционеры изобретались для охлаждения воздуха в регионах, где в летний период времени температура воздуха поднималась до значений, при которых находиться на улице, да и в самих помещениях, было тяжело. С тех времен прошел не один десяток лет, и сегодняшний кондиционер может не только охлаждать воздух.
Современные кондиционеры – это многофункциональный комплекс, позволяющий решать множество задач. Это и охлаждение, и отопление, осушение воздуха, вентиляция воздуха, его очищение, устранение запахов и различного рода бактерий. Однако сегодня хотелось бы остановиться на такой функции сплит-системы, как нагрев или отопление.
Принцип работы и эффективность кондиционера работающего на обогрев
Современные системы кондиционирования в 99 случаях из 100 имеют возможность работать как на охлаждение воздуха, так и на нагрев. Причем, при работе на обогрев, система настолько экономична, что оставляет позади себя все существующие системы отопления.
Коэффициент энергоэффективности (А) в этом случае может составлять до 3,6. Это означает, что при затрате 1000 Вт электроэнергии на работу кондиционера, тепло вырабатывается в количестве 3600 Вт. Здесь же можно отметить, что при самом простом и доступном обогреве с помощью электронагревателей, на каждые затраченные 1000 Вт электроэнергии можно получить тепло в количестве, максимум, 990 Вт.
Именно по этой причине некоторые западные страны и многие штаты США не имеют классической системы отопления, а обогреваются с помощью сплит-систем.
Однако при такой системе отопления есть некоторые нюансы.
Такая эффективность системы кондиционирования на обогрев может подходить не для любых регионов Земли и не при всех температурах наружного воздуха. Чем ниже температура воздуха на улице, тем меньше эффективность.
Каждая система кондиционирования имеет рекомендуемые значения температур наружного воздуха, при которых она будет функционировать без дополнительных изменений в ее конструкции. Кондиционеры экономичного класса, в режиме обогрева работающие по принципу включено/выключено, могут работать при температуре воздуха до минус 7 оС. При более низких температурах такое оборудование требует специального исполнения. Для этого производитель предусматривает в конструкции кондиционера дополнительный нагреватель картера компрессора, нагреватель поддона наружного блока, специальный переразмеренный двухроторный инверторный компрессор или компрессор с EVI впрыском пара в середину роторной полости. Все это обеспечит надежную работу сплит-системы при температуре воздуха на улице до минус 30 °C и поддерживать коэффициент энергоэффективности на высоком уровне.
В случае если система кондиционирования инверторного типа без специальных доработок, то она может работать в режиме обогрева при температуре наружного воздуха только до минус 15°С. В России и других регионах подобной климатической зоны более низкие зимние температуры не наблюдаются, но если и бывают, то редко и незначительное время. Но, как уже было сказано, при понижении наружной температуры коэффициент энергоэффективности падает.
Выбираем климатическую систему для отопления дома
Для помещений, в которых 2 или 3 комнаты, организовать отопление сплит-системами вполне реально и удобно. Если же помещений больше, дом с множеством комнат, коттедж, небольшой офис, то не всегда бывает возможность установить все наружные блоки на внешние стены.
В этом случае обогревать помещения можно не только сплит-системами.
Мультизональные VRF системы кондиционирования
Мультизональные системы (VRF) – это современные системы кондиционирования для большого количества помещений, и до 64 внутренних блоков в одном холодильном контуре. Все принципы и возможности работы VRF-системы можно изучить в соответствующей литературе, а сейчас рассмотрим возможность работы на обогрев. Отличия в способе обогрева от сплит-системы почти нет. Только больше вариантов размещения внутренних блоков и больше их ассортимент, касающийся их конструкции. В остальном внутренний блок также нагревает воздух в помещении и может работать как на обогрев зимой, так и на охлаждение летом.
Система чиллер-фанкойл
Сплит-система, которая может работать и в режиме охлаждения, и в режиме обогрева, обычно называется кондиционером с «режимом теплового насоса».
Кроме мультизональных систем и сплит-систем есть еще один тип оборудования, которое может работать в режиме теплового насоса. Это система чиллер–фанкойл. Система достаточно давно разработана и успешно, несколько десятков лет, применялась для охлаждения и обогрева огромного количества помещений.
Впрочем, в настоящее время существуют мини-чиллеры, способные работать в пределах нескольких комнат, а также огромные конструкции, обслуживающие торговые центры, бизнес-центры, гостиницы, жилые комплексы. Их работа в корне отличается от рассмотренного выше оборудования. Если во всех предыдущих случаях в процессе охлаждения и обогрева использовался только холодильный агент, обычно это экологически чистый R410А, то в системах с чиллером кроме холодильного агента есть еще и вода. Причем, объем воды в несколько десятков или даже сотен раз превышает объем холодильного агента. В качестве основного рабочего вещества выступает вода, а холодильный агент является промежуточным звеном.
Вода, нагретая холодильным агентом, насосами подается на внутренние блоки в помещениях, и охлаждает или нагревает воздух. Так же, как и сплит-системы, чиллеры могут работать на охлаждение и на тепло.
Тепловые насосы
В последнее десятилетие сильно начало развиваться направление в области обогрева с помощью чиллеров. Такие системы начали называть тепловыми насосами или чиллерами, работающими в режиме теплового насоса. Такие тепловые насосы имеют узкую направленность и специализируются на отоплении. Кроме отопления такие системы могут обеспечить дом и теплым воздухом и горячей водой, т.е. это современный комплекс тепло-водоснабжения нескольких помещений одновременно.
С каждым годом производителей тепловых насосов становится все больше, и тепловой насос становится все экономичнее и более адаптированным к низким температурам окружающего воздуха. Новые конструкции тепловых насосов используют не воздух в качестве источника тепла, а грунтовые воды или тепло земли. Такие источники тепла имеют постоянную температуру и зимой, и летом. Причем, на глубине ниже расстояния промерзания грунта температура всегда положительная, что позволяет забыть о низких температурах наружного воздуха. Эффективность таких систем очень высокая, и может считаться почти полностью автономной по тепло-водоснабжению отдельно стоящего здания. Особенно это актуально для домов, которые далеко расположены от других источников теплопоступлений.
Одним из недостатков данной системы являются достаточно большие капитальные затраты, связанные с дополнительным контуром, насосными модулями и применением протяженных трубопроводов и незамерзающих жидкостей. В связи с тем, что подобные системы все еще развиваются, модернизируются, улучшается их работа, — стоимость тепловых насосов остается большой.
Также следует отметить, что работы по монтажу и проведение других сопутствующих работ следует доверять сертифицированным специалистам, что также может быть дорого.
И наконец, тепловые насосы – это сложное оборудование, и следует учитывать, что при выходе его из строя нужно предусмотреть временное резервное отопление, так как ремонт может занять какое-то время.
Существует множество способов как организовать горячее водоснабжение и автономное отопление в частном доме: использование энергии сгорания газа в системах, подключенных к центральному газоснабжению, или электроэнергии, преобразуемой в тепло.
Однако, современный мир стремится к постоянному развитию и совершенствованию. В энергетической сфере это проявляется в развитии энергоэффективных технологий. Например, затраты энергоносителя на поддержания комфортной температуры в помещении могут быть снижены, если добиться минимальных теплопотерь. Согласно современным стандартам, регламентированные максимальные теплопотери были снижены почти в 4 раза за последние два десятка лет. Например, раньше допустимая утечка тепловой энергии для новостроя принималась равной 100 Вт/м2 и даже более. Сегодня инженеры-теплотехники закладывают значительно меньшие значения.
Современная теплоизоляция жилых объектов благодаря своей эффективности способствует распространению низкопотенциальных отопительных систем. Невысокая популярность таких установок на протяжении многих лет объясняется тем, что для поддержания комфортного микроклимата в помещениях требовалась установка отопительных элементов крупных размеров. Теперь люди отдают предпочтение установкам на основе тепловых насосов, поскольку необходимости в монтаже крупногабаритных радиаторов отопления больше нет. Кроме того, такие системы являются более простыми и удобными в эксплуатации в сравнении с отопительными котлами, независимо от используемого типа.
Принцип функционирования теплового насоса
Основная идея, положенная в основу принципа работы установок рассматриваемого типа, состоит в передаче тепловой энергии от источника с низким потенциалом к рабочему веществу (теплоносителю). Таким источником может быть грунт, воздух и вода. Любой объект, нагреты до температуры выше абсолютного нуля, содержит запас тепловой энергии, количество которого определяется как произведение массы объекта и его удельной теплоемкости. В этом контексте землю, океаны и атмосферу можно рассматривать как огромнейшие запасы энергии для питания энергоэффективных систем отопления.
Геотермальная установка состоит из нескольких элементов:
- Трубопровод, расположенный в грунте на определенной глубине. Содержащееся в нем рабочее вещество получает тепловую энергию, нагреваясь на несколько градусов.
- Теплообменный узел – следующий элемент системы, в который подается нагретый теплоноситель.
- Внутренний контур системы, который получает тепловую энергию от теплоносителя.
- Внешний контур с хладагентом, способным переходить в газообразную фазу в результате прогрева в испарителе.
- Сжимающий компрессор, уменьшающий объем хладагента, тем самым увеличивая его температуру.
- Конденсатор, передающий в свою очередь тепловую энергию разогретого рабочего вещества на отопительные элементы внутренней системы. Отдавший тепловую энергию хладагент переходит в жидкую фазу, поступает в начальную точку системы для поглощения очередной новой порции тепловой энергии.
Отопительные системы на основе тепловых насосов характеризуются высоким КПД, способны поддерживать оптимальные температурные условия в помещениях круглый год.
Варианты геотермальных установок
Как уже было сказано выше, теплонасосы могут получать энергию из воздушной среды, грунта и водоемов. Они различаются по типу используемого теплоносителя как на внутреннем, так и наружном контурах. В зависимости от функций и используемых элементов, установки делят на несколько видов:
- Система типа «вода-вода», использующая энергию тепла водных ресурсов. Принцип работы основан на способности воды сохранять довольно высокую температуру в нижних слоях. Трубы с теплоносителем оснащают грузом для погружения в воду. Если рядом с участком отсутствует водоем, используют потенциал грунтовых вод. Основными преимуществами таких установок являются низкие затраты на обустройство, невысокие теплопотери, отсутствие необходимости в использовании мощных насосных станций.
- Система «земля-вода», отбирающая тепло грунта с помощью тепловых коллекторов и зондов. Это лучший способ создать автономное отопление в загородном доме, независимо от расположения объекта. В состав установки входит теплообменный аппарат, который размещают ниже уровня промерзания грунта, а также сам тепловой насос. Последний использует обратный цикл Карно (функционирует как холодильная установка, только наоборот, то есть выделяет тепло). Системы этого типа используют два теплоносителя: антифриз (или рассол), получающий тепло из грунта, и фреон, циркулирующий в контуре, который соединен с отопительными радиаторами. Количество теплоты, вырабатываемой такой системой, в 4 раза превышает количество электрической энергии, затрачиваемой на ее выработку. Одним из недостатков системы является то, что земельные участки с обустроенными коммуникациями уже непригодны для сельскохозяйственных нужд.
- Система «воздух-вода» использует воздушную среду (самый доступный и возобновляемый источник). Главное преимущество состоит в том, что такие системы просты в монтаже и обслуживании. К недостаткам относят чувствительность к внешним температурным режимам. Наибольшая эффективность достигается при температуре воздуха -15°C. При сильных температурных колебаниях существенно снижается эффективность работы установки.
Выбор типа системы зависит от особенностей отапливаемого объекта, места его расположения, средней температуры окружающей среды на протяжении года и в определенные сезоны.
Как создать теплонасос самостоятельно
Независимо от выбора типа системы (из трех вариантов, описанных выше), для создания установки понадобится тепловой насос, который состоит из компрессорной станции, испарителя, дроссельной заслонки и конденсатора. Можно купить готовую систему, но ее стоимость окажется довольно высокой. Если имеющийся бюджет не позволяет приобрести установку, ее можно смонтировать самостоятельно.
Перед разработкой и монтажом собственного автономного отопления нужно убедиться в том, что вся электропроводка в доме находится в надлежащем состоянии.
Есть два основных способа создания установки своими руками: на основе холодильника или кондиционера. Рассмотрим их подробнее.
Тепловой насос из сплит системы
Чтобы создать тепловой насос на основе кондиционера, в первую очередь нужно поменять местами наружный и внутренний блоки системы. Поскольку внутренний блок уже содержит испаритель, а наружный – конденсатор, дополнительные элементы не требуются. В качестве теплоносителя используют как воду, так и воздушную среду (на выбор). Также возможна установка дополнительного конденсатора в отдельном резервуаре для повышения эффективности теплообмена.
В состав системы также входит четырехходовой клапан, корректный монтаж которого может осуществить только опытный специалист.
Рациональнее всего разобрать кондиционер на составные элементы, а затем произвести компоновку теплового насоса, подключив последовательно испаритель, компрессор и конденсатор. Полученную систему подключают к коммуникациям для обогрева помещений.
Установка на основе холодильного аппарата
### https://i.ytimg.com/vi/Wf5vFbEA06E/sddefault.jpg###
Для создания теплового насоса подойдет старый холодильник, с которого снимают змеевеки (будут использоваться в качестве конденсатора). Змеевеки необходимо разместить в емкость, материал которой устойчив к температурным колебаниям. К емкости монтируют компрессорную установку. Испарителем может служить обычная пластиковая бочка.
Все три элемента системы герметично соединяют между собой системой трубопроводов, подключают к отопительной системе.
Выводы
Геотермальное оборудование – один из лучших способов создания автономного отопления, если возможность подключения к централизованным коммуникациям отсутствует в силу различных причин. При выборе оптимального варианта системы учитывают множество факторов, включая место расположения отапливаемого объекта и бюджет его владельца. Тепловой насос можно изготовить своими руками. Существует множество вариантов сборки на основе старого холодильника или сплит системы. Полезную информацию можно почерпнуть из видео ниже.
Получайте новые статьи на почту каждый день!
Мой мир
Вконтакте
Одноклассники
Мини-сплит AC / Тепловой насос Отзывы и цены 2020
Сколько стоит мини-сплит кондиционер? Какова цена мини-сплит теплового насоса? Какой лучший бренд на рынке США? На эти вопросы даны ответы в этом руководстве по покупке переменного тока и теплового насоса. Наша цель — предоставить вам точную информацию, которую можно использовать для планирования бюджета на покупку кондиционера и отопления.
В этом руководстве по мини-сплит переменного и теплового насоса мы рассмотрим:
Мы предоставляем детали, которые вы не найдете в другом месте, и именно поэтому домовладельцы приезжают сюда, чтобы спланировать свой проект.
Что такое мини-сплит переменного или теплового насоса?
Вот обзор для тех, кто только начинает исследовать эти эффективные системы, популярность которых продолжает расти.
- Mini: Этот термин относится к тому факту, что внешний блок мини-сплит-системы, технически называемый конденсаторным блоком или конденсатором, меньше стандартного сплит-системы с внешним блоком. Максимальная емкость мини-сплит-системы меньше емкости стандартной сплит-системы.Он более компактен и может быть установлен на земле, на внешней стене или на крыше.
- Разделить: Этот термин означает, что в системе есть внешний блок, блок конденсации и внутренний блок, называемый испарителем или устройством обработки воздуха. Это отличается от комплектации, в которой источник тепла и воздухоподготовка объединены в один большой шкаф. Каждый мини-сплит-конденсатор работает с восемью воздушными манипуляторами в отдельных комнатах или зонах. Испарители устанавливаются на потолке (маленькие), высоко на стене (маленькие и средние) или на полу (большие) в зависимости от требований проекта.
- Без воздуховодов: Мини-сплит системы также называют системами без воздуховодов, потому что воздуховодов не требуется. Хладагент переносит тепло от конденсатора к испарителю при нагреве (только для тепловых насосов) и от испарителя к конденсатору при охлаждении (только для моделей переменного тока и моделей с тепловым насосом) через отдельные линии, установленные через стену (предпочтительно) или крышу (некоторые коммерческие установки) ). Линия электропередачи проходит между ними. Дренажный трубопровод от испарителя проходит наружу для отвода конденсата, когда агрегат кондиционируется и осушает пространство.
Некоторые мини-сплит системы являются моделями только для переменного тока для теплого климата; другие — тепловые насосы, которые нагревают и кондиционируют в прохладном климате.
Мини-сплит или традиционное HVAC
| Аспект | Без воздуховодов или мини-сплит | Традиционное ОВК |
| Очень шум | тихо. Компрессорная установка размещена на улице.Внутренние блоки содержат тихие вентиляторы.Оконные и сквозные кондиционеры намного шумнее. Для традиционной системы кондиционирования шум зависит от расположения компрессора, часто расположенного в гараже или в специальном шкафу. | |
| Зональное отопление и охлаждение | Да | Вы можете добавить контроль зоны для традиционного отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха за дополнительные 1500-3000 долларов. |
| Воздуховоды | Воздуховоды отсутствуют, поэтому фильтры changTraditional и чистящие воздуховоды не являются проблемой. | Воздуховод занимает значительное внутреннее пространство. Не проблема для домов, спроектированных вокруг воздуховодов, но, возможно, существенный недостаток при модернизации старых зданий. |
| Эстетика | Каждая головка или кассета видна в любом помещении, где она установлена. Хотя они могут быть размещены по своему усмотрению, они не могут быть полностью скрыты. Линии хладагента должны проходить к каждой зоне внутри или снаружи здания, но часто они неприглядны, если не спрятаны внутри стен. | Воздуховоды и вентиляционные отверстия обычно располагаются за гипсокартоном, скрывая их от глаз, с единственным неописуемым большим отверстием, из которого выходит воздух.Люди не замечают воздуховодов. |
5 факторов, влияющих на стоимость мини-сплит-системы
Эти четыре фактора будут определять стоимость вашей мини-сплит системы HVAC.
1. Качество: Как и во всех системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, системы без воздуховодов доступны в широком диапазоне показателей качества. Хотя этот обзор самых продаваемых брендов еще не завершен, он помогает разобраться:
- Стандартные бренды — умеренная стоимость, срок службы от 15 до 18 лет: Haier, Pioneer, Gree, Classic America, Kingsfin, MrCool, Air Con, Kilmaire и Blueridge
- Премиум-бренды — более высокая стоимость, срок службы от 17 до 25 лет: Mitsubishi, Fujitsu, Daikin, Friedrich, Toshiba-Carrier, Bryant, Trane, американский стандарт, Lennox, LG, Panasonic
2.Производительность: Здесь нужно разобраться с двумя проблемами:
- Функции: агрегатов, работающих только на переменном токе, стоят дешевле, чем тепловые насосы, которые нагревают и охлаждают. Кондиционеры обычно имеют электрический нагреватель мощностью +/- 5 кВт для подачи резистивного тепла, но этот тип тепла является неэффективным и дорогим по сравнению с нагревом тепловым насосом. Тепловые насосы без воздуховодов также имеют небольшие нагреватели, но они используются только для аварийного отопления, если тепловой насос выходит из строя.
- Комфорт: Компрессоры в некоторых моделях премиум-класса оснащены инверторными компрессорами, которые не только более эффективны, но и обеспечивают более тихий, более равномерный нагрев и охлаждение без колебаний температуры.Они лучше устраняют горячие / холодные точки, но стоят дороже, чем стандартные компрессоры.
3. Эффективность: Мини-сплит системы AC и тепловые насосы имеют КПД от 15 SEER до 38 SEER. Это рейтинг эффективности кондиционирования воздуха, рейтинг сезонной энергоэффективности, который описывает, сколько охлаждения может быть достигнуто в зависимости от используемой энергии. Это как расход бензина, а более высокие оценки более эффективны. Номинальное значение для нагрева — HSPF, или Коэффициент сезонной производительности в режиме нагрева, а тепловые насосы без воздуховодов запускаются при 9.0 HSPF и диапазон до 15 КПД нагрева HSPF. Эффективные единицы стоят дороже.
4. Размер: Одна критика систем без воздуховодов состоит в том, что они не такие большие, как стандартные сплит-системы, но, как правило, они используются для нагрева / охлаждения небольших площадей. Размеры однозонных мини-сплит систем варьируются от 9000 БТЕ до 42 000 БТЕ. Мультизональные системы создают одинаковое количество БТЕ, но они разделены между двумя или более испарителями. Например, конденсатор на 36 000 БТЕ может обслуживать четыре испарителя на 9 000 БТЕ.Чем больше система, тем больше она будет стоить.
5. Однозонная или многозонная: Поскольку многозонные системы обычно имеют от двух до пяти испарителей / воздухоочистителей, стоимость их оборудования выше.
Какой размер мне нужен
Очень важно правильно подобрать устройство для обслуживания пространства, в котором оно установлено. Недостаток устройства слишком мал — очевиден — вы не получите достаточно тепла или прохладного воздуха. Но слишком большой блок будет иметь проблемы, такие как колебания температуры и сбой из-за короткого цикла.
Попросить технического специалиста по HVAC выполнить тест для расчета нагрузки вручную-J — это лучший способ правильно подобрать систему без воздуховодов в соответствии с ее пространством. Однако, поскольку мы хотим помочь вам оценить размер системы, в которой вы нуждаетесь, мы создали эту быструю и довольно точную таблицу.
Сначала найдите свое местоположение на этой карте климатических зон в Соединенных Штатах.
Теперь, чем теплее ваш климат, тем больше БТЕ кондиционирования воздуха вам потребуется.Это наоборот для отопления в прохладном климате. Мини-сплит системы не являются хорошим выбором в качестве единственного источника тепла в климатических условиях, где температура регулярно ниже нуля.
- Зоны 1 и 2 (горячие): 22-30 БТЕ / кв. фут.
- Зона 3 (теплая): 20-24 БТЕ / кв. фут.
- Зона 4 (умеренная): 18-22 БТЕ / кв. фут.
- Зона 5 (прохладно): 16-20 БТЕ / кв. фут.
- Зона 6 (холодная): 14-18 БТЕ / кв. фут.
- Зона 7 (очень холодно): 12-16 БТЕ / кв. футов
Кондиционер: Теперь давайте переведем эти числа в пространство.Рассмотрим общую площадь в 1000 квадратных футов, которая может быть одним очень большим пространством или несколькими более мелкими зонами, такими как четыре комнаты или зоны площадью 250 квадратных футов, каждая из которых обслуживается испарителем. Вот размер системы, который вам понадобится в каждой климатической зоне для охлаждения пространства:
- Зоны 1 и 2 (горячая): 1000 x 24-30 = мини-сплит переменного тока или тепловой насос мощностью от 22 000 до 30 000 БТЕ
- Зона 3 (теплый): 1000 x 20-24 = мини-сплит переменного или теплового насоса мощностью от 20 000 до 24 000 БТЕ
- Зона 4 (умеренная): 1000 x 18-22 = мини-сплит переменного тока или теплового насоса от 18 000 до 22 000 БТЕ
- Зона 5 (холодная): 1000 x 16-20 = 16000–20 000 БТЕ мини-сплит переменного тока или тепловой насос
- Зона 6 (холодная): 1000 x 14-18 = 14 000–18 000 БТЕ мини-сплит переменного или теплового насоса
- Зона 7 (очень холодная): 1000 x 12-16 = мини-сплит переменного тока или тепловой насос от 12 000 до 16 000
Нагрев: Диаграмма должна быть перевернута для отопления, потому что чем холоднее ваш климат, тем больше нагрев насос должен быть.Выглядит это так:
- Зон 7 (очень холодный): 1000 x 24-30 = мини-сплит тепловой насос от 22 000 до 30 000 Btu
- Зона 6 (холод): 1000 x 20-24 = от 20 000 до 24 000 Btu мини-сплит тепловой насос
- зона 5 (холодная): 1000 x 18-22 = от 18 000 до 22 000 БТЕ мини-сплит тепловой насос
- зона 4 (умеренная): 1000 x 16-20 = от 16 000 до 20 000 БТЕ мини-тепло Насос
- Зона 3 (теплая): 1000 x 14-18 = 14000–18000 БТЕ мини-сплит тепловой насос
- Зона 1 и 2 (горячая): 1000 х 12-16 = 12000-16000 мини-сплит тепловой насос
Как правильно выбрать эффективность?
Есть несколько общих правил, которые помогут вам сделать выбор, и большинство из них просто здравый смысл:
- Пространство в прохладном климате требует кондиционера меньшего размера, чем такое же пространство в жарком климат
- Пространство в более прохладном климате требует большего теплового насоса, чем такое же пространство, которое потребуется в жарком климате
- Замена мини-сплит / д Для бесхозной системы требуется меньшая емкость, если была улучшена изоляция помещения или были произведены другие изменения в энергоэффективности
- Чем дольше вы собираетесь жить в своем нынешнем доме или использовать свое текущее коммерческое помещение (и оплачивать ежемесячные счета за электроэнергию), тем больше смысла это делает выбор в пользу высокопроизводительной системы
- . Если вы планируете продавать в ближайшее время, то, возможно, не имеет смысла доплачивать за большую эффективность, хотя перечисление очень эффективной системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в вашем листе продаж привлечет сознательных покупателей энергии.
Насколько эффективной должна быть ваша сплит-система без воздуховодов? Есть несколько способов приблизиться к этому.
По климату: Для систем кондиционирования воздуха чем жарче / дольше / влажнее климат, тем выгоднее платить за эффективную систему. То же самое относится и к отоплению в холодном климате. Дополнительные расходы будут возмещены в виде более низких счетов за коммунальные услуги задолго до выхода из системы, и вы будете экономить деньги каждый месяц после этого момента. Вот как это выглядит, используя эффективность доступных единиц:
- Зоны 1 и 2 (горячая): 24 SEER и более эффективная система кондиционирования
- Зона 3 (очень теплая): минимум 21 кондиционер SEER
- Зона 4 ( теплый): минимум 18 Кондиционер SEER
- Зона 5 (умеренная): минимум 9.0 Нагрев HSPF
- Зона 6 (круто): минимум 11,0 Нагрев HSPF
- Зона 7 (холод): минимум 12,0 Нагрев HSPF
По приоритетам: Многие из наших читателей ставят экологическую устойчивость на первое место по своим критериям Список при выборе, как кондиционировать и обогревать свое пространство. Если это отражает ваши ценности, то покупка самой эффективной мини-сплит системы, которую вы можете себе позволить, даст вам душевное спокойствие.
Благодарим вас за использование этой информации для изучения вашей покупки мини-сплит системы HVAC.Возможно, ваши друзья и подписчики в социальных сетях оценят чтение этих систем без воздуховодов, если вы разместите ссылку на информацию в Facebook, Twitter или других социальных сетях.
Мини-сплит Обзоры брендов
Лучшие мини-сплит-системы 2020
Лучшие мини-сплит с одной зоной для DIY
Мини-сплит с одной зоной: Daikin против Fujitsu против Mitsubishi против LG
японских брендов
Daikin Сплит-обзор
Fujitsu Mini, сплит-обзор
Mitsubishi Mini, сплит-обзор
Pioneer Mini, сплит-обзор
, китайские бренды
Gree, мини-сплит-обзор
корейских брендов,
Mini Split, LG, мини-сплитМини-сплит Цены по брендам
Здесь приведены цены без сплит-систем для брендов Standard и Premium в четырех категориях.Имейте в виду факторы, перечисленные выше, которые влияют на цену, включая мощность кондиционирования / обогрева от 9 000 до 42 000 БТЕ.
Стандартные бренды:
- Отдельная зона и один испаритель только для переменного тока: от 500 до 2600 долларов
- Несколько зон и испарители только для переменного тока: от 750 до 3900
- Отдельная зона с тепловым насосом и один испаритель: от 900 до 3 200 долларов
- Несколько зон теплового насоса и испарители: $ 1100- $ 5500
Премиум-бренды:
- Отдельная зона и один испаритель только для переменного тока: от 950 до 3500 $
- Несколько зон и испарители только для переменного тока: от 1200 до $ 5400
- Тепловой насос одна зона и один испаритель: от 1550 до 5 700 долларов США
- Несколько зон и испарителей для тепловых насосов: от 1 900 до 7 500 долларов США
Мини-сплит AC по ценам брендов
