Как изготовить тепловой насос для отопления дома своими руками

Экология познания. Усадьба: В последние десятилетия у владельцев домов появился довольно большой выбор систем отопления. Уже необязательно подключаться к централизованным сетям и использовать традиционные источники. Можно выбрать оборудование, работающее на альтернативной энергии, но его главный недостаток – дороговизна. Впрочем, если сделать тепловой насос своими руками из старого холодильника, систему можно существенно удешевить.

Что такое СОР теплового насоса?

Это значение показывает во сколько раз тепловой насос производит больше энергии, чем потребляет сам, то есть определяет разницу между производимой и потребляемой тепловым насосом энергией.

К примеру, тепловой насос с коэффициентом преобразования 4 к каждому потребленному им кВт производит еще дополнительные 3 кВт тепловой энергии. Таким образом, из каждых 4 кВт энергии, затрачиваемых на отопление, платить приходиться только за 1 кВт.

В теории СОР теплового насоса определяется следующей формулой:

Коэффициент преобразования = Т2 / (Т2 — Т1)

где Т1 — температура источника тепла (грунта, воды, воздуха),

Т2 — температура воды в отопительном контуре (температура воды, циркулирующей в трубках теплого пола, теплого плинтуса).

Таким образом, величина СОР зависит от температуры источника тепла и температуры в системе отопления дома(на входе и выходе теплового насоса).

При расчете коэффициента преобразования температура рассчитывается в Кельвинах, то есть в абсолютных величинах, отсчитываемых от абсолютного ноля. Для перевода градусов Цельсия в Кельвины, к первым необходимо прибавить 273 градуса.

Формула на конкретном примере:

Например, геотермальный тепловой насос собирает энергию грунта при температуре +1 Цельсия, или 274 Кельвина и отдает эту энергию воде в отопительном контуру при температуре +55 Цельсия или 328 К.Получается следующая формула:

Коэффициент преобразования = 328К / (328К — 274К) = 6,07

Однако следует помнить, что такой расчет дает слишком завышенное значение, так как рассчитывается исходя из того, что все составляющие теплового насоса работают со 100% КПД, то есть сами не потребляют энергии. В реальности же, компрессор и другие составляющие значительно снижают СОР теплового насоса.

Нормальным считается коэффициент со значением 3. Такое и выше значение можно получить сохраняя минимальную разницу температур на входе и выходе из ТН. На температуру наружного источника тепла (грунта, воды, воздуха) повлиять невозможно, поэтому необходимо стараться поддерживать на более низком уровне температуру на выходе из теплового насоса.

Именно поэтому теплые полы, работающие при температурах около 30 градусов идеально подходят для работы с тепловым насосом.

ТАБЛИЦА COP ДЛЯ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ СЕРИИ CAR-XB

Разгонять дальше или уже тормозить: на какой скорости должен работать насос отопления?

Все современные системы отопления оснащены циркуляционным насосом. С помощью которого, в трубах происходитбеспрерывный оборот горячей воды, в результате чего и нагревается помещение.

Они выпускаются в разных комплектациях и могут иметь 3 скорости: минимальную, среднюю и высокую.

ontakte

Odnoklassniki

Регулировка мощности циркуляционного насоса, как правило, проводится с целью повысить или, наоборот, снизить его производительность.

Чем выше его скорость, тем быстрее горячая вода проходит по трубам и тем больше тепла она отдаёт.

В свою очередь, чем она ниже, тем медленнее жидкость проходит по системе, быстрее остывает и соответственно теплоотдача будет меньше.

Читайте также:  Размеры биметаллических радиаторов отопления

Минимальную мощность отопительного оборудования устанавливают преимущественно весной. В это время на улице уже довольно тепло, но сам дом прогревается недостаточно и есть необходимость в небольшом подогреве помещения.

Скоростные режимы насосов могут отличаться в зависимости от модели и комплектации. В среднем минимальный показатель составляет 30—35 л/мин, максимальный — 80—90 л/мин.

Для чего нужно проверять настройки

Чтобы удостовериться в максимальной производительности прибора перед началом эксплуатации рекомендуется проверить его настройки. Делается это, как правило, по двум параметрам.

Шумоизоляция. Существует несколько причин, по которым отопительный прибор может издавать сильный шум:

  • неправильный монтаж;
  • воздух в трубах;
  • перепады напряжения;
  • неисправность устройства.

Чтобы избежать этих проблем установку лучше доверить мастеру, который проведёт комплексную диагностику, убедится в правильности монтажа и функциональности аппарата.

Равномерный обогрев. Главной причиной неравномерного обогрева радиаторов является недостаточная мощность. Невысокая скорость способствует быстрому остыванию воды, в результате чего тепло просто не доходит в конец системы.

К аналогичной проблеме приводит также завоздушенность или неправильно подобранный режим терморегулятора. Может повлиять на производительность прибора и неправильный монтаж. Особенно это касается алюминиевых и биметаллических батарей, которые должны быть установлены максимально ровно.

Как должны работать циркуляционные насосы с электронным управлением

Модели с электронным типом отопления имеют два вида регулировки скорости: ручной и автоматический. Ручное регулирование подразумевает установку мощности прибора на нужном уровне. Корректировка перепадов давления при этом не осуществляется.

В случае с автоматической регулировкой снижение или увеличение скорости осуществляется самой системой и напрямую зависит от температуры в трубопроводе. Автопилот сам определяет оптимальный уровень работоспособности и при необходимости снижает энергопотребление, не уменьшая при этом производительности.

Важно! Автоматическое снижение скорости насоса возможно только после гидравлической балансировки системы.

Ознакомьтесь с видео, в котором рассказывается про разные виды циркуляционных насосов и их характеристики.

Наличие нескольких режимов в насосе отопления позволит корректировать уровень обогрева в том или ином помещении. Эта функция важна при резком перепаде температуры на улице. В таком случае прибор можно вручную перевести на необходимую мощность или же включить автопилот, и система сама подстроится под нужную температуру.

Оцени статью:

Средняя оценка: 3 из 5. Оценили: 11 читателей.

Поделись с друзьями!

ontakte

Odnoklassniki

Работа термо-оснащения при работе по схеме «грунт-вода»

Извлече-ние и использование грунтовой энергии принято считать самым оптимальным для обогрева дома. Это связано с тем, что температура грунта на небольшом расстоянии от поверхности земли, практически стабильная, и редко подвергается изменениям.

На наружном контуре используется «рассол» — специаль-ная жидкость с биосовместимым и безопасным составом. Внешний контур системы «грунт — вода» изготавливают из пластмассовых труб, и размещают горизонтально или вертикально, в зависимости от необходимости.

Схема труб для «грунт-вода» с вертикальным и горизонтальным контурами Источник

Особенности проектирования

Все расчёты водяных тёплых полов должны быть произведены предельно тщательно. Любые недочёты при проектировании могут быть исправлены только в результате полного или частичного демонтажа стяжки, что способно не только повредить внутреннюю отделку в помещении, но и приведёт к значительным затратам времени, сил и средств.

Рекомендуемые температурные показатели поверхности пола в зависимости от вида помещения составляют:

  • жилое помещение — 29 °C;
  • участки около наружных стен — 35 °C;
  • ванные комнаты и зоны с высокой влажностью — 33 °C;
  • под напольное покрытие из паркета — 27 °C.
Особенности проектирования

Короткие трубы предполагают использование более слабого циркуляционного насоса, что делает систему экономически выгодной. Контур с диаметром 1,6 см не должен быть длиннее 100 метров, а для труб с диаметром 2 см максимальная длина составляет 120 метров.

Читайте также:  Жалоба на управляющую компанию ТЕПЛОСЕТЬ

Таблица решений для выбора системы водяного теплого пола

Срок окупаемости системы отопления с теплонасосом

Приобретение (изготовление) и установка отопительного оборудования обходятся в приличную сумму. Точная цифра зависит от качества теплоизоляции жилища, типа насоса и потребностей жильцов. Как уже отмечалось выше, минимальная стоимость готового теплонасоса равна примерно $4 тыс. плюс расходы на проведение монтажных работ. Но практика показывает, что в большинстве случаев затраты окупаются уже за 2-3 года, а если изготовить и установить оборудование самостоятельно — и того быстрее. Приятным дополнением при эксплуатации отопительной системы на базе теплового насоса является возможность его использования в летний зной в качестве кондиционера.

Поделиться в соц. сетях

Срок окупаемости системы отопления с теплонасосом

НравитсяПолучайте новости о скидках и акциях от компании на ваш email:Купить сушилку для пиломатериалов Уменьшение содержания влаги до 8% за 3 дня с сушилкой для пиломатериалов ФлексиХИТ Узнать цены на ик маты для бетона Ик маты для прогрева бетона и грунта, бетонных конструкций, каменной кладки

Как подобрать теплоаккумулятор для теплонасоса?

Правильный подбор буферной емкости обеспечит длительный срок эксплуатации и предотвратит тактование компрессора. В первую очередь следует обращать внимание на объем. Инженеры рекомендуют брать из соотношения 40 литров буферной емкости на 1 кВт теплогенератора. Например, на 10 кВт следует брать 400 литров объема.

Тепловую мощность, которую способен накопить теплоаккумулятор (измеряется в ваттах), рассчитывают по достаточно простой формуле: Q = m * cp * (T2 — T1), где:

  • Q – тепловая мощность (Вт);
  • m – масса вещества в буферной емкости (кг);
  • cp – удельная теплоемкость вещества в теплоносителе (Дж/кг*С);
  • T2 – конечная средняя температура носителя (°C);
  • T1 – начальная средняя температура носителя (°C).

Если вам интересно, на какое количество времени будет хватать тепла от буферной емкости, рекомендуем воспользоваться следующей формулой: t = Q/теплопотери. Q берется из расчета в предыдущей формуле, а теплопотери зависят от количества потребляемого тепла в вашем доме.

На примере все будет гораздо проще. Допустим, m = 1000 кг, T2 = 70 °C, T1 = 35 °C. В качестве вещества мы будем использовать воду, а значит, cp = 4200 Дж/кг*С. Тогда Q = 1000 * 4200 * (70 — 35) = 147 МДж. Если перевести это значение в кВт, получится 40,8 кВт.

Теперь давайте посчитаем, на сколько времени хватит накопленного тепла. Допустим, площадь отапливаемой территории составляет 200 м2. Тогда в среднем буферная емкость будет терять 10 кВт*ч (это примерная цифра). Тогда t = 40,8/10 = 4 часа и примерно 5–6 минут.

Теперь просто вам нужно методом подбора рассчитать необходимый объем теплоаккумулятора. Сразу хотелось бы указать, что если вместо воды вы используете антифриз, то cp = 3800 Дж/кг*С. Эти формулы достаточно просты, но если возникли трудности, можете позвонить нам, менеджер ответит на все вопросы и поможет вам.

Система теплового насоса собственными силами

  • если не уверены в собственной компетенции, но на бригаду специалистов нет средств, всегда можно найти умельцев среди знакомых;
  • монтаж внешней части теплового насоса не терпит долгого сооружения – обладаете ли вы достаточными средствами, чтобы сооружение не превратилось в долгострой;
  • перед созданием системы позаботьтесь о полном комплекте материала и оборудования для монтажа. Покупка нового дорогого материала не всегда оправдывает себя, иногда достаточно приобрести оборудование бывшее в употреблении.

Тепловой насос «вода — вода»

Одной из разновидностей геотермального источника тепла могут быть подземные воды. Они имеют постоянную температуру (от +7 С и выше), и в значительном количестве залегают на различных глубинах на территории РБ. По технологии, подземные воды поднимаются центробежным насосом из скважины и поступают на станцию тепломассообмена, где передают энергию антифризу нижнего контура теплового насоса. Эффективность работы данной системы зависит от уровня залегания грунтовых вод (в зависимости от глубины подъема, требуется определенная мощность помпы), расстояния от заборной скважины до станции обмена. Эта технология имеет один из самых высоких показателей COP, однако имеет ряд особенностей, ограничивающих ее применение.

Читайте также:  Виды обогревателей для воды, советы по выбору

Среди них:

  • Отсутствие подземных вод, либо низкий уровень их залегания;
  • Отсутствие постоянного дебета скважины, понижение статического и динамического уровней;
  • Необходимость учитывать солевой состав и загрязненность (при не надлежащем качестве воды, происходит засорение теплообменника, снижаются показатели производительности)
  • Необходимость устройства дренажного колодца для сброса значительных объемов отработавшей воды (от 2200 л/ч и более)

Как показывает практика, установка таких систем целесообразна, если в непосредственной близости имеется водоем или река. Отработавшую воду, также можно использовать в хозяйственных и промышленных целях, например, для полива, или организации искусственных водоемов.

Что качается качества заборной воды то, например, немецкий производитель альтернативных отопительных систем Stiebel Eltron рекомендует следующие параметры: общая доля железа и магния не более 0,5 мг/л, содержание хлоридов менее 300 мг/л, отсутствие осаждаемых веществ. При превышении этих параметров необходимо установка дополнительной системы очистки — станции подготовки и обессоливания, что повышает материалоемкость проекта.

ООО «Нова Грос» — Авторизованная монтажная организация Stiebel Eltron Связаться с нами Связаться с нами

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:

  1. Главные плюсы – компактность и большая теплоотдача;
  2. 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.

Виды теплонасосов: нюансы работы теплообменника фреон-вода

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.

Видео: подбор циркуляционного насоса отопления

Выяснив расход и напор циркуляционного насоса, можно найти подходящую по параметрам модель. При этом следует читать техническую документацию к приборам и обращать внимание на маркировку. Обычно на корпусе насоса указан диаметр патрубков, к которым их можно присоединить (первая цифра маркировки), и высота подъема жидкости в дециметрах (вторая цифра). Зная нужные характеристики, легко определиться. А качественная трехскоростная модель обеспечит комфортную температуру в доме при любой погоде, даже если расчеты были не идеальны.

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями: