Тепловой насос: Шведское искусство – тепло из холода
Система отопления дома при тепловом насосе
Какой модели и мощности тепловой насос выбрать для своего дома?
Технология теплового насоса
Помещение для теплового насоса
Наружные контуры теплового насоса
Согреем дом с помощью теплового насоса!
Как сравнивать между собой различные тепловые насосы?
Возможные ошибки, которых необходимо избегать при строительстве системы теплового насоса
Блок охлаждения
Баки для воды
Фанкойлы
Thermia Vent
Аксессуары
Ответы на часто задаваемые вопросы
Презентация, руководство, прайс-лист
|
|
Наружные контуры теплового насоса
Теплонасосная установка состоит из оборудования теплового насоса, предназначенного для нагрева отопительной и бытовой воды, холодонесущей системы, предназначенной для транспортирования тепла из окружающей среды в дом, и системы водяного отопления для доставки тепла в отапливаемые помещения.
Холодонесущая система – это часть системы для получения тепла из окружающей среды. Коллектор теплового насоса устанавливается в источник тепла, и тепло окружающей среды с циркулирующей в коллекторе жидкостью доставляется в тепловой насос, где с помощью теплового насоса тепло концентрируется, после чего тепло окружающей среды передаётся отопительной и бытовой воде. С тепловым насосом возможно использовать различные источники тепла – тепло можно получит из почвы, грунтовых вод, воды открытых водоёмов, тепло земли или воздуха. При использовании всех источников тепла всегда возможно также дополнительно использовать остаточное тепло вентилируемого воздуха.
  Тепло из почвы
1. В случае почвенного коллектора используются проложенные в землю труба коллектора, для чего применяется пластмассовая труба РЕМ 6,3 40 × 2,5 мм. В трубу коллектора длиной в один метр вмещается один литр холодонесущей жидкости. Почвенный коллектор прокладывается на глубину порядка одного метра, но не глубже, чем 1,3 метра. Расстояние между параллельными трубами коллектора должно быть не менее 1,2-1,5 метра. Применяются коллекторы с одним и несколькими контурами, в зависимости от требуемого количества тепла и установленного теплового насоса. Длина одного контура определяется, прежде всего, мощностью используемого в тепловом насосе циркуляционного насоса холодонесущей системы. У тепловых насосов типа «Villa», “Diplomat” и «Eco» длина одного контура может быть 400-460 метров, а у тепловых насосов серии «Robust» 600-700 метров. Срок службы почвенного коллектора очень большой. Основной опасностью является неосмотрительность при проведении землекопных работ в зоне нахождения почвенного коллектора. При прокладке коллектора вблизи деревьев трубу коллектора не следует укладывать ближе, чем 1,5 метра от кроны. Правильно выбранный по размерам и правильно уложенный почвенный коллектор не влияет негативно ни на рост растений, ни на экологические условия. Разумеется, следует учитывать различные сорта деревьев. Например, если очень чувствительны к копанию в близи. По-возможности грунтовый коллектор следует прокладывать, как минимум, в 10 метрах от елей. Тепло, которое забирается от поверхности земли в зимний период, восстанавливается в летнюю половину года. Среднее изменение температур нагрева грунта и нагрева воздуха смещены по времени. В начале зимы температура воздуха уже имеет низкие минусовые значения, а температура поверхности земли ещё составляет плюс 5-6 градусов. Грунт в основании коллектора должен быть свободно копаемым на глубину в метр и свободен от препятствий. При прокладке коллектора требуемая для этого площадь поверхности земли зависит от требуемого количества тепла, используемой мощности теплового насоса и типа грунта. Для современно жилого дома с отапливаемой площадью в 200 м2 под основание коллектора требуется 450-500 м2. Зданиям с большей потребностью в тепле требуется также и больше площади под основание коллектора. В случае если грунт здания не позволяет проложить коллектор требуемой длины, следует исследовать возможность прокладки коллектора в находящийся поблизости свободный грунт, например, в полосу на краю улицы парковой или зелёной зоны. Гарантией экономии энергии будут точные расчёты размеров коллектора и технически правильная прокладка. Почвенный коллектор в условиях России является наиболее дешёвой источникам тепло, не смотря на большой объём земляных работ. Место укладки коллектора в вертикальной плоскости может быть как выше, так и ниже относительно жилого дома. Прокладка коллектора в зависимости от тяжести грунта составляет 100-200 метров в день. Прокладка коллектора – это также такая статья расходов, которая позволяет снизить стоимость системы, если прокладывать коллектор самостоятельно либо вместе с соседями.
2. Грунтовый коллектор состоит из скважин диаметром 110 мм и уложенных туда трубок (шлангов) коллектора, в которых циркулирует раствор полипропиленгликоля или этанола. Бурится одна или несколько скважин, в зависимости от требуемого количества тепла. При бурении нескольких скважин для предотвращения инфуленции расстояние между скважинами должно быть не менее 15 метров, либо скважины должны буриться под углом друг к другу. У коллектора, расположенного в буровом колодце, работает та часть коллектора, которая находится в грунтовых водах. В случае если горизонт грунтовых вод находится очень глубоко, следует взвесить возможность использования либо земляного коллектора, либо сухих буровых колодцев. Температура грунтовых вод в России составляет в среднем всего +5°С, поэтому грунтовый коллектор может зимой замёрзнуть, особенно в том случае, если хотели сэкономить на стоимости буровых колодцев, и пробуриваемая глубина оказывается слишком маленькой. Трубка (шланг) коллектора из бурового колодца в жилой дом прокладывается в грунте на глубине одного метра в теплоизоляции – с той целью, чтобы в случае, если в буровом колодце температура будет выше, чем в грунте, то не происходило бы охлаждения в трубопроводе между буровым колодцем и жилым домом. Для покрытия потребности в тепле жилого дома площадью 160-200 м2 в буровом колодце должно быть, как минимум, 120-140 метров водяного столба. В случае небольших земельных участков жилых домов горный коллектор ещё целесообразно использовать, если уровень грунтовых вод в буровом колодце является высоким, а требуемая глубина бурового колодца не превышает ста метров. При использовании сухих буровых колодцев пробуриваются буровые колодца, укладывается трубопровод, заполненный жидкостью холодонесущеи жидкости, и в буровой колодец по возможности более плотно засыпается обратно выбуренный оттуда грунт. При использовании сухих буровых колодцев общая длина буровых колодцев должна быть на 30-40% больше, чем в случае буровых колодцев с водой. При использовании нескольких буровых колодцев необходимо следить за расстоянием между буровыми колодцами, а один колодец использовать в качестве коллекторного колодца, откуда в жилой дом ведут две коллекторные трубы.
 3. Коллектор открытого водоёма
Здания возможно отапливать тепловой энергией открытого водоёма в том случае если здание находится от водоёма ближе 100 метров, и глубина водоёма, а также береговая линия соответствуют условиям, требуемым для прокладки коллектора. Коллектор открытого водоёма состоит из трубок (шланга) коллектора, который транспортируется к месту расположения водоёма в виде петли в плавающем положении. Плавучесть достигается с помощью надувных поплавков, которые привязываются к грузам в 17-20 кг, расположенными через каждые три метра. Грузы удерживают отдельные контуры коллектора на требуемом расстоянии друг от друга, а после удаления поплавков погружают коллектор на дно водоёма (начиная от берега) и препятствуют поднятию коллектора на поверхность даже зимой, когда вокруг него образуется рулон льда диаметром в пару десятков сантиметров. У береговой линии трубки (шланги) коллектора закапывают на такую глубину, которая является безопасной также и зимой, учитывая уровень нижнего слоя наиболее толстого ледяного покрытия при наиболее низком уровне воды в водоёме. После прохождения грунта коллекторы соединяются с тепловым насосом. Высота волны в той части водоёма, куда собираются уложить коллектор открытого водоёма, не должна превышать 1,0 метра для предотвращения повреждений, вызываемых трением. Над коллектором должно всегда оставаться 0,5 метра свободной воды. Коллекторы открытого водоёма возможно использовать у озёр и более крупных прудов.
 4. Открытая система или коллектор грунтовых вод.
В открытой системе в качестве источника тепла используется тепло грунтовых вод. Бурится два буровых колодца на расстоянии 15-20 метров друг от друга, и производительность буровых колодцев должна соответствовать требуемой тепловой мощности. Из бурового колодца грунтовая вода перекачивается в находящийся в жилом доме теплообменник, расположенный снаружи теплового насоса. Там грунтовые воды охлаждаются с помощью теплового насоса на 3-4°С и направляются либо для потребления, либо обратно под землю через второй буровой колодец, который должен располагаться относительно движения воды в грунте вниз по течению для предотвращения повторного использования одной и той же воды. Производительность бурового колодца должна обеспечить такое количество воды, которое соответствует мощности теплового насоса и бытовым потребностям. Требуемая производительность бурового колодца для различных тепловых потребностей: 8 кВт – 1,2 м3/час; 12 кВт – 1.8 м3/час; 18 кВт – 3,0 м3/час; 25 кВт – 3,6 м3/час. Такие количества воды требуются в случае, если средняя температура воды составляет 5°С. При более холодной воде требуемое количество воды будет больше. Для обеспечения экономии тепла необходимо точно следовать указаниям по прокладке. Плохое качество воды возможно улучшить с помощью дополнительного оборудования. Открытые системы являются наиболее эффективными, поскольку температура системы холодонесущей жидкости по сравнению с другими решениями теплового насоса является наиболее высокой и круглогодично стабильной. Использование воды из бурового колодца не наносит ущерба грунтовым водам, поскольку тепло отбирается с помощью закрытой системы, а используемые в системе материалы – это пластик или нержавеющая сталь. Также этим не изменяется уровень грунтовых вод в водном горизонте, поскольку открытую систему можно также рассматривать, как соединённые сосуды, где вода, берущаяся из одного бурового колодца, направляется обратно под землю через второй буровой колодец, не изменяя уровень воды. Важно, чтобы оба буровых колодца имели одинаковую глубину и находились бы в одном горизонте воды. Корректно, в соответствии с нормативами сооружённые буровые колодцы обеспечивают безопасную для окружающей природы стабильную систему отопления.
 5. Использование в теплонасосных установках остаточного тепла вентилируемого воздуха.
Вентилируемый воздух обычно используется в теплонасосной установке в качестве источника дополнительного тепла. Вентилируемый использованный воздух перед удалением из жилого здания охлаждается с помощью холодонесущей жидкости, циркулирующей в холодонесущей системе теплового насоса. Тепло вентилируемого воздуха отдаётся холодонесущей жидкости. Чем выше температура холодонесущей жидкости, тем больше выходная мощность теплового насоса. С увеличением мощности тепловой насос производит то же количество выходящего тепла за более короткое время, расходуя для этого также меньше электроэнергии. Таким образом, остаточное тепло вентилируемого воздуха возвращается через тепловой насос обратно в жилой дом. Такое решение является наиболее простым вентиляционным решением, где используемый воздух всасывается в вентиляционное устройство, охлаждается и выбрасывается из жилого дома. Эффективность используемых в настоящее время в жилищном строительстве теплообменников скрещивающихся потоков вентилируемого воздуха является столь высокой, что дополнительное охлаждение вентилируемого воздуха практически уже нельзя сделать.
Тепло вентилируемого воздуха используется в тепловых насосах вытяжной вентиляции. У «Thermia» для них есть модели «Strand», «Solvig» и «Sund». Вентиляционные тепловые насосы используют тепло вентилируемого воздуха для производства тепла и горячей бытовой воды. Температура выдуваемого воздуха всегда около 0°С, и это даже летом. Образно температура системы хладагента всегда +20,0°С. Такая система будет эффективной даже при небольшой мощности вентиляционного теплового насоса. Вентиляционные тепловые насосы используются в небольших жилых домах, где сооружение наружного контура из-за его стоимости будет неразумным, например, места над скалой. Такое решение даст в год существенную экономию при нагреве отопительной и бытовой воды. В одном решении жилой дом получает отопление, горячую воду и вентиляционный агрегат.
6. Тепловые насосы наружного воздуха.
Тепловые насосы наружного воздуха являются эффективными только при плюсовой температуре, а при холодной погоде нуждаются в другом источнике тепла с полной мощностью. «Thermia» не производит такие тепловые насосы, поскольку тепловые насосы наружного воздуха не обеспечивают целостного решения и являются эффективными только в регионах с существенно более тёплым климатом, чем у нас.
7. Использование прямого солнечного тепла.
В систему теплового насоса возможно также добавить солнечные батареи прямого отопления. Солнечные батареи следует подключать через промежуточный акумуляционныи бак, поскольку используемая в солнечных батареях холодонесущая жидкост, должна выдерживать даже –30,0°С. Однако в других системах используется холодонесущей жидкость, с холодостойкостью –15°С. Требуется использование смесительного узла и соответствующей автоматики, которая предотвратила бы попадание в испаритель теплового насоса холодонесущей жидкости, с температурой выше +20,0°С. Хотя использование солнечных батарей и требуемого для этого дополнительного оборудования делает систему дорогой, такая система даёт, особенно весной, когда, например, из почвы уже много тепла забрано, очень большой эффект за счёт весеннего солнца.
Всегда возможно найти какое-либо решение при добывании тепла из окружающей среды. При принятии решения следует исходить из того, какая система вообще может быть сооружена для данного жилого дома, из ожидаемого к.п.д. системы и цены монтажа. Позднее систему теплового насоса всегда можно будет дополнить, например, добавить прямые солнечные батареи либо соответствующий вентиляционный агрегат для использования остаточного тепла вентилируемого воздуха. Дополнительно к денежной экономии при использовании тепловых насосов мы сберегаем также природу и поддерживаем экономику, используя отечественную электроэнергию.
|
