Тепловые насосы
Наиболее простым решением вопроса горячего водоснабжения и отопления является газовая труба, пролегающая поблизости. Оформляются все необходимые документы, получаются разрешения в соответствующих инстанциях, и все работает! Но далеко не во всех случаях есть возможность газификации, которая не добралась до всех уголков нашей страны, и это несколько усложняет задачу.
Вроде бы мы изжили период, когда дровами топили печь, а использование электрических методов обогрева – удовольствие не из дешевых в процессе эксплуатации. И тут на помощь приходят альтернативные технологии – насосы.
Типы насосов для воды могут быть разные. Одни используют в качестве источника для нагрева грунт, работая по принципу «грунт-вода», другие берут тепловую энергию из воздуха, используя схему «воздух-вода». Но в нашей статье пойдет речь о третьей разновидности
Тепловой насос вода-вода – устройство, пускающее в ход энергию тепла грунтовых и прочих вод с целью нагрева воды, использующейся в качестве теплоносителя. Насосы этого типа предполагают передачу от одной жидкой среды к другой, то есть, от источника к теплоносителю.
Устройство и принцип работы теплового насоса
Агрегат в комплексе с механизмами забора и распределения тепла является основной частью такой отопительной системы. Внутренняя схема насоса содержит в себе электрический компрессор, дроссельный клапан, испаритель и конденсатор.
Разберем поэтапно, как функционируют тепловые насосы вода-вода.
- Подающаяся в коллектор незамерзающая жидкость, поглощает тепловую энергию, направляя ее к насосу. Роль такой жидкости может играть гликолевая смесь, спиртовый или же соляной раствор.
- На этапе испарителя тепловая энергия переходит на хладагент, тот вскипает, образуя пар.
- Компрессор напрямую воздействует на повышение его давления, тем самым увеличивая температуру.
- Тепловая энергия проходит через конденсатор и переходит к теплоносителю внутренней системы отопления. На этом этапе хладагент еще больше охлаждается с целью исключения остатков тепла и подается снова в коллектор, где начинает цикл заново.
Если рассмотреть принцип работы холодильника наизнанку, мы увидим то, как устроена схема функционирования теплового насоса.
Схема теплового насоса вода-вода
Если в качестве источника использовать уже имеющуюся скважину и не прибегать к созданию еще одной (что является очень затратным мероприятием), она может иметь функцию одновременно как для нагнетания, так и приема воды. В этом случае насос будет установлен в верхней ее части, а отработанная в системе вода будет сливаться в нижние слои. Но тут в обязательном порядке должна присутствовать подпитка, создающая постоянные температурные условия, в целях избежание замерзания воды.
Итак, тепловой насос, схема работы которого приведена ниже, предусматривает полноценную работу с использованием одной скважины.
Изготовление теплового насоса вода-вода своими руками
Описываемый агрегат представляет собой дорогостоящую конструкцию, и, к сожалению, далеко не каждый в состоянии себе позволить такое приобретение, а уж тем более – оплатить единоразово, да еще и с учетом монтажных работ.
Как и многие другие системы, насос водяной для отопления можно сделать самостоятельно. Более того, значительно сэкономить можно, используя некоторые компоненты из бывшего пользования, которые будет несложно купить.
Ну, начнем!
- Первым шагом будет приобретение компрессора. Вполне подойдет устройство от кондиционера, а купить его в специализированных магазинах или компаниях не составит труда. Монтироваться он будет на стене с помощью кронштейна размером L-300.
- В качестве конденсатора нам подойдет бак объемом около 120 литров, изготовленный из нержавейки. В разрезанную пополам емкость монтируется змеевик, который можно сделать из медной трубы малых диаметров. Можно также использовать трубу от холодильника. Проследите, чтоб толщина стенки змеевика была не менее 1 мм, во избежание излишней хрупкости.
- Для получения из медной трубы змеевика насоса самодельного наматываем ее на баллон, выдерживая нужное расстояние между витками. Для фиксации заданной формы можно использовать алюминиевый перфорированный уголок, в пазах которого можно будет закрепить витки змеевика. Кроме того, это поможет установить равномерный шаг спирали.
- Когда змеевик готов и смонтирован внутрь бака, две половинки последнего свариваются назад между собой.
- Самодельный испаритель для теплового насоса может быть сделан из пластмассового баллона, величиной порядка 70 литров. Внутри должен быть установлен змеевик, выполненный из трубы диаметром 20 мм.
- Все готово, можно собирать систему воедино, сваривать трубы, а потом закачивать фреон.
- Ни в коем случае не стоит пытаться выполнить последний этап самому, не имея необходимых навыков или соответствующего образования. Это не только может испортить устройство, но и является травмоопасным.
Расчет теплового насоса вода-вода
Как бы там ни было, ваш дом должен быть максимально утеплен, во избежание теплопотерь. Особенное внимание следует уделить стенам, окнам, крыше и полу. Это будет целесообразно с точки зрения расхода электрической энергии при работе оборудования.
Для простоты расчета можем использовать условные стандартные значения тепловой потребности в различных домах, а именно:
- старые постройки, имеющие низкий уровень утепления – 120 Вт/м2;
- более новые здания, при теплоизоляции которых использованы современные материалы – 50 Вт/м2;
- низкоэнергетические дома, построенные с применением специальных новейших разработок – 30 Вт/м2.
Жизнь показывает, что насосы на воду, при использовании их в качестве элемента внутридомовой системы отопления, лучше всего проявляют себя в составе водяного теплого пола. Обязательно в этом случае при расчете должен учитываться вид напольного покрытия. Самыми высокими показателями теплопередачи обладает кафель и керамическая плитка, а при использовании паркета, ламината или коврового покрытия придется увеличивать температуру теплоносителя на несколько градусов.
Преимущества водяных тепловых насосов
В большинстве европейских стран уже давно используются тепловые насосы вода-вода в качестве альтернативного решения в отоплении. Это дает определенную независимость от энергоносителей.
Кроме этого, такие устройства считаются наиболее эффективными и перспективными, а практически все современные производители теплотехнической техники выпускают насосы в различных модификациях, обладающих долговечностью и высоким эксплуатационными параметрами.
Не следует также забывать, что в жаркое время года агрегат можно использовать как кондиционер: он будет работать в обратном порядке, посредством вывода тепла с помощью хладагента наружу.
Расходы и окупаемость теплового насоса
Тепловой насос вода-вода, цена на который, как уже было сказано, впечатляюще высока, все же оправдывает свое использование. Несмотря на то, что к его стоимости придется добавить монтажные работы и последующие эксплуатационные затраты, устройство окупит себя уже через 1,5–2 года, с учетом работы в новом утепленном доме площадью 100 м2. А по истечении этого времени вы скажете этой системе «большой спасибо».
