Главная » Отопление дома

Как работает насос для отопления дома


Совет 1: Принципы работы теплового насоса

Что такое тепловой насос


Тепловой насос представляет собой парокомпрессионную установку, которая переносит тепло от холодных, низкопотенциальных источников тепла к горячим, высокопотенциальным. Тепло передается за счет конденсации и испарения хладагента, в качестве которого чаще всего используется фреон, циркулирующий по замкнутому контуру. Электроэнергия, от которой работает тепловой насос, тратится только на эту принудительную циркуляцию.

Принцип работы теплового насоса основан на так называемом цикле Карно, который прекрасно знаком вам по работе холодильных установок. На самом деле, бытовой холодильник, стоящий на вашей кухне, также является тепловым насосом. Когда вы помещаете в него продукты, пусть даже холодные, но температура которых все-таки выше, чем температура в камере холодильника, по закону сохранения энергии выделяемое ими тепло никуда не девается. Поскольку температура внутри повышаться не должна, тепло выводится наружу через решетку радиатора, нагревая воздух в кухне. Чем больше продуктов вы поместите одновременно в холодильник, тем больше будет теплоотдача.

Простейшим вариантом теплового насоса станет открытый холодильник, помещенный на улице, радиатор которого находится в комнате. Но пусть холодильник исполняет свои прямые обязанности, ведь уже существуют специальные устройства - тепловые насосы, имеющие кпд гораздо выше. Принцип их действия достаточно прост.

Как работает тепловой насос


Любой теплонасос состоит из испарителя, конденсатора, расширителя, понижающего давление, и компрессора, который давление повышает. Все эти устройства соединены в один замкнутый контур трубопроводом. По трубам циркулирует хладагент, инертный газ с очень низкой температурой кипения, поэтому в одной части контура, холодной, он представляет собой жидкость, а во второй, теплой, он переходит в газообразное состояние. Точка кипения, как известно из физики, может меняться в зависимости от давления, вот зачем нужны в этой системе расширитель и компрессор.

Предположим, что снаружи теплоноситель циркулирует по трубам, уложенным в земле, поскольку он имеет низкую температуру, то проходя по ним, он нагревается, даже когда внешняя температура составляет всего около 4-5оС. Поступая в испаритель, который выполняет функцию теплообменника, теплоноситель отдает полученное тепло во внутренний контур системы, который заполнен хладагентом. Даже этого тепла достаточно, чтобы хладагент перешел из жидкого в газообразное состояние.

Двигаясь дальше, газ перемещается в компрессор, где под действием высокого давления сжимается, а его температура при этом повышается. Став горячим, газ поступает в конденсатор, который также является теплообменником. В нем происходит передача тепла от горячего газа к теплоносителю обратного трубопровода, входящего в отопительную систему дома. Отдав тепло, газ охлаждается и снова переходит в жидкое состояние, в то время, как нагретый теплоноситель поступает в систему горячего водоснабжения и отопления. Проходя через редукционный клапан расширителя, сжиженный газ снова попадает в испаритель – цикл замыкается. В холодное время года тепловые насосы работают на обогрев дома, а в жару – на его охлаждение. В этом случае принцип работы тот же, только летом тепло в теплоноситель поступает из внутренних помещений, а не снаружи.

Конструктивные особенности тепловых насосов


В настоящее время используются тепловые насосы, имеющие разные конструкции. Так, насос с открытым циклом применяют, когда дом расположен рядом с водоемом. В этом случае теплоноситель, вода, поступает в открытый контур, проходит весь цикл и, охлаждаясь, вновь сливается в водоем.

Геотермальные насосы закрытого типа прокачивают теплоноситель – воздух или воду, по трубам, заложенным глубоко в землю и проложенным по дну водоема. Закрытый цикл в экологическом плане считается более безопасным. К закрытому типу относятся насосы с вертикальным и горизонтальным теплообменником, которые используются, когда поблизости нет водоемов. Вертикальные тепловые насосы применяются, когда площадь земельного участка, на котором расположен дом, невелика. Иногда вертикальные насосы устанавливают в пробуренных поблизости скважинах. В комплекс работ по установке теплового насоса входит проведение внутренних электромонтажных работ, прокладка внешнего трубопровода и внутренних воздуховодов.

Преимущества использования тепловых насосов


Экономическая выгода от использования тепловых насосов очевидна – их эксплуатация достаточно дешево обходится, поскольку электроэнергии тратится чуть больше, чем при работе холодильника. Цена оборудования также невысока, так же, как и стоимость монтажа и установки. Использование теплового насоса, позволяет избавиться от забот о приобретении и хранении топливных ресурсов, установке и эксплуатации отопительного оборудования, у вас в доме освобождаются дополнительные помещения, в которых раньше располагалась котельная.

Совет 2: Монтаж тепловых насосов своими руками

Совет 3: Как сделать тепловой насос

Виды и технологии монтажа насоса отопления

Насос циркуляционный для отопления

Решая задачи отопления дома, необходимо брать во внимание количество квадратных метров. Если площадь помещения исчисляется их сотнями, а не единицами, если здание имеет несколько этажей, то система естественной циркуляции теплоносителя не справится с задачами отопления. Давление в таких системах, как правило, не превышает 0,6 мПа, поэтому нужно будет обязательно ставить насосы для отопления.

Они позволят увеличить эффективность описываемых процессов. Лучше всего для этих целей подойдут циркуляционные приборы — только они способны принудить циркуляцию воды и обеспечить ожидаемый результат.

Циркуляционные насосы — принцип работы

По своему устройству насос циркуляционный похож на дренажную установку: корпус выполнен из нержавеющих металлов, имеет керамический ротор и вал, оснащенный лопастным колесом.

Ротор приводит в действие электродвигатель. Такая система забирает воду с одной стороны и нагнетает в трубопровод с другой. Центробежная сила помогает воде двигаться по системе. Насос позволяет преодолеть сопротивление, которое неизменно возникает на отдельных участках отопительного трубопровода.

Циркуляционные устройства разделяют на два типа:

Циркуляционные насосы «сухого» типа

Устройство для бытовых систем отопления

В первом типе ротор не контактирует с водой, которую перекачивает насос. Вся его «рабочая» поверхность отделена от электродвигателя специальными защитными кольцами. Они хорошо отполированы и тщательно подогнаны друг к другу.

Сухие циркуляционные насосы более эффективны, зато при работе создают очень сильный шум. Поэтому чаще всего их устанавливают только в отдельном, хорошо изолированном помещении.

Выбирая описываемую модель, необходимо учитывать тот факт, что при работе такой агрегат создает воздушные завихрения. Поднятые вверх частицы пыли способны легко попасть внутрь и повредить уплотнительные кольца, нарушить их герметичность. Тогда вся система выйдет из строя. Поэтому производители позаботились о защите -между кольцами все время присутствует тончайший слой водяной пленки. Она играет роль смазки, предотвращающей разрушение колец уплотнителя.

По отдельным элементам конструкции сухие циркуляционные насосы можно тоже разделить на три вида:

У консольных циркуляционных устройств всасывающий патрубок располагается на внешней стороне улитки, а нагнетательный — на корпусе в радиально противоположной стороне.

У вертикальных агрегатов патрубки расположены по одной оси. Они так называются, потому что электродвигатель располагается не в горизонтальном положении, как в первом случае, а в вертикальном. Насосы такого типа устанавливаются в том случае, если есть необходимость перекачивать большой объем воды.

Циркуляционные насосы «мокрого» типа

Насос с мокрым ротором

Данный тип насосов отличается от других моделей тем, что в них ротор с рабочим колесом находятся в той жидкости, которую агрегат перекачивает. При этом часть, где располагается электродвигатель, надежна загермитизирована металлическим стаканом, разделяющим ротор и стартер.

Такое устройство лучше всего подходит для небольших отопительных систем. Оно производит меньше шума, не требует дополнительного технического обслуживания, его гораздо проще ремонтировать и при необходимости корректировать параметры настройки.

Единственный недостаток — низкий КПД. Это объясняется тем, что не удается обеспечить герметизацию гильзы, которая разделяет статор и теплоноситель. Именно поэтому при монтаже отопительной системы частного дома используют циркуляционные насосы отопления grandfos с мокрым ротором и защищенным статором.

Модели последнего поколения оснащены «умной» автоматикой. Она позволяет переключать уровень обмоток и увеличивать производительность агрегата. Чаще всего подобные модели выбирают для стабильного или незначительно меняющегося расхода воды. Ступенчатая регулировка помогает выбирать оптимальные режимы работы, а значит, экономит расход электроэнергии, обеспечивающей работу насосного оборудования.

Как правильно установить циркуляционный насос?

Чтобы циркуляция в системе отопления не была нарушена, необходимо выбрать правильное место расположения насоса. Нужно найти, где в зоне всасывания воды гидравлическое давление будет всегда избыточным. Существует несколько способов, позволяющих искусственно имитировать это условие.

Первый способ — поднять расширительный бак на 80 см от самой высокой точки трубопровода. Осуществить это можно лишь при наличии хорошей высоты помещения. Целесообразно установить расширительный бак на чердак, но тогда его придется дополнительно утеплять на зиму.

Второй способ — перенести трубку от расширительного бака с падающего стояка и врезать ее в обратку — туда, где рядом стоит всасывающий патрубок циркуляционного насоса. В результате такой перестановки создаются идеальные условия для принудительной циркуляции.

Третий способ — врезать циркуляционный насос в подающий трубопровод, прямо за точкой ввода воды расширительного бака. Но это можно сделать лишь в том случае, когда модель оборудования способна выдержать самую высокую температуру теплоносителя.

И последнее. Важно правильно рассчитать мощность мотора. Если в систему отопления будет врезан мотор большей мощности, чем необходимо, трубы постоянно будут шуметь. Поэтому нужно перед установкой знать, какое количество воды проходит через котел за минуту, учесть диаметр существующих труб и скорость движения воды. Для этого существуют универсальные формулы, позволяющие облегчить выбор насоса.

Тепловые насосы — это отдельный вариант независимого отопления, который работает по принципу аккумуляции теплого воздуха из внешней среды и отдачи ее для отопления определенного помещения. Стоит заметить, что подобное оборудование есть возможность использовать также для охлаждения помещения во время летнего зноя. Поэтому сегодня вместе с сайтом Beton-Area.com мы узнаем какой принцип действия имеют тепловые насосы для отопления дома.

Как работают тепловые насосы

Принцип работы специальных тепловых насосов схож с принципом действия холодильников и кондиционеров. Такой тип оборудования может переносить теплый воздух из окружающей среды в любое жилище. При этом устройство забирает тепло из почвы либо самого воздуха.

Суть работы таких приборов заключается в следующем.

Итак, система оснащена специальным внешнем контуром, по которому движется незамерзающая жидкость. Жидкость во время своего движения пропитывается теплом из внешней среды.

Система имеет насос, в который поступает эта жидкость. Там она отдает 5 градусов хладагенту и после продолжает циркулировать дальше по системе.

Хладагент при температуре -10 закипает и переходит в состояние газа. После чего компрессор сжимает газ. А такое действие приводит к значительному повышению температуры.

Газ попадает в теплообменник и отдает тепло внутреннему контру отопления. После чего газ остывает и превращается снова в жидкость, которая возвращается в испаритель.

Тепловой насос, как и холодный агрегат потребляет энергию для того, чтобы выполнить термодинамический цикл. От уровня температуры в испарителе зависит отношение теплопроизводительности к энергопотреблению. Уровень теплоснабжения в современных тепловых насосах варьируется от 35 до 62 градусов.

Если выбрать для отопления частного дома любой площади тепловой насос, то можно воспользоваться альтернативным источником отопления, который будет использовать для обогрева дома природные ресурсы, за которые не придется платить дополнительные деньги.

Технические характеристики

Технические характеристики тепловых насосов зависят от их типов. А в настоящее время существует несколько вариантов такого оборудования. Стоит сообщить о каждом из них подробнее.

Модель теплового насоса Грунт-вода. Такой насос имеет внешний контур, который расположен под землей. При этом в качестве теплоносителя здесь используется ввода. Наружный контур в таких моделях насоса может располагаться горизонтально либо вертикально. Также этот контур может быть помещен в водоем, который расположен в непосредственной близости.

Тепловой насос, который предназначен для отопления дома в 300 м2. Имеет следующие технические характеристики:

  • Холодопроизводительность составляет: 3,6-11,3 кВТ.
  • Теплопроизводительность составляет: 4-18 кВТ.
  • Производительность внешнего контура насоса составляет: 0,36-1,02 л/с.
  • Производительность внутреннего контура составляет: 0,14-0,39 л/с.
  • Теплоносителем здесь является пропилен гликоль.

Модели таких насосов дополняются устройствами, которые имеют большую мощность для отопления жилой площади в 300-1000 м2. или свыше 1000 м2.

Модель теплового насоса: Вода-вода. У таких моделей наружный контур может проходит через водоем либо через скважину. Внутренний контур при этом заполнен обычной водой. А источником тепла здесь служат подземные грунтовые воды. Помимо этого, можно использовать даже сбросовую и технологическую воду.

  • Температура рассола составляет: 4-20 градусов.
  • Тепловая мощность составляет: 26,9-29.9 кВТ.
  • Температура подачи контура отопления составляет: 25-69 градусов.
  • Коэффициент преобразования СОР составляет: 3,5.

Модель теплового насоса: Воздух-вода. В таких моделях для источника тепла используется воздух. Такой вариант отопления может работать и на охлаждение помещения. Кроме того, такой тепловой насос можно подключать к уже действующей системе отопления.

Модели таких насосов оснащены циркуляционным насосом и ТЭНом. Управляют подобными приборами при помощи контроллера. Модель имеет следующие технические характеристики:

  • Скорость потока в системе отопления составляет: 0,45-0,76 л/с.
  • Тепловая мощность составляет: 6-16 кВТ.
  • Скорость воздушного охлаждающего потока составляет: 3-5 тыс. м3/ч.

Модель теплового насоса: Воздух-воздух. У таких моделей насосов наружный контур наполняется воздухом, который берется из внешней среды. Такой насос имеет воздушную систему отопления. Насосы такого вида работают по принципу работы кондиционера. Но насосы тепловые могут работать при более низких уличных температурах. Подобные модели насосов оснащены качественным радиальным вентилятором, который способен сушить воздух и поддерживать комфортный микроклимат в доме или помещении. Управляют таким насосом с помощью пульта.

Такие модели тепловых насосов оснащены системой фильтрации и могут быть встроенны в систему «умный дом». Технические характеристики таких моделей:

  • Теплопроизводительность составляет: 3,2-6 кВТ.
  • Расход воздуха составляет: 1086-2940 м3/ч.
  • Холодопроизводительность составляет: 2,5-5 кВТ.
  • Коэффициент производительности СОР составляет: 5,15-3,31.

Тепловые насосы: плюсы и минусы

Тепловые насосы для отопления дома, конечно же, имеют свои плюсы. Поэтому подобные установки получили хорошие отзывы, от своих обладателей. Стоит перечислить некоторые плюсы таких своеобразных отопительных приборов.

  1. Тепловые насосы — это экологически чистый вариант отопления, которые не выбрасывают в атмосферу вредных веществ и не выделяют в воздух продукты сгорания.
  2. Тепловые насосы позволят экономить на сырье и на других коммунальных услугах.
  3. Тепловые насосы универсальные отопительные установки, которые можно использовать в абсолютно любом месте.
  4. Тепловые насосы оснащены автоматической работой и являются совершенно безопасными установками.
  5. Тепловые насосы можно использовать как для качественного обогрева, так и для эффективного охлаждения абсолютно любого помещения.
  6. Тепловые насосы также отличаются продолжительным сроком эксплуатации.

Несмотря на то, что подобные устройства отличаются большим количеством достоинств, без минусов тут тоже не обошлось.

  1. Итак, к недостаткам относится прежде всего высокая цена на оборудование и высокая стоимость установки.
  2. К другому минусу можно отнести то, что не в каждом городе работают профессионалы, которые способны произвести грамотную установку и другие манипуляции.
  3. Также не всегда есть возможность установить теплый насос для определенного жилища.

Полезные статьи

Источники: http://www.kakprosto.ru/kak-805177-principy-raboty-teplovogo-nasosa, http://gidotopleniya.ru/nasosy/nasos-cirkulyacionnyj-dlya-otopleniya-vidy-i-texnologii-montazha-595, http://www.beton-area.com/teplovie-nasosi-dlya-otopleniya-doma.html

Комментариев пока нет!

Ваше имя *
Ваш Email *

Сумма цифр внизу: код подтверждения