Особенности конструкции домашнего отопления насосом для отопления
Благодаря регулярному росту стоимости углеводородов, существенно вырос интерес населения на тепловые отопительные насосы дома. О конструкции, возможностях, всех плюсах и минусах таких установок и пойдёт речь в этой статье.
Как работают «преобразователи электрической энергии тепла»
Из школьного курса физики, каждому россиянину (и также очень одаренным европейским населению) известно: все, что окружает нас и имеет температуру больше 0°С обладает энергетикой. Преобразователи электрической энергии тепла «выкачивают» ее из внешних источников и отдают в контур отопления дома.
Что считается возможным и бесплатным энергетическим источником? Тепло солнечного света, недр земли, воды в прудах, окружающего нас воздуха. Многие спрашивают, почему при температуре воздуха, к примеру, + 5°С произойдет обогрев дома. Для того чтобы понять этот принцип необходимо как можно более внимательно рассмотреть работу сплит-системы или холодильника. В момент перехода фреона из жидкой фазы в газообразную происходит поглощение большого количества энергии. При обратном перевоплощении, энергия выделяется.
В теории, работа теплового теплового насоса дома в первом приближении выглядит так:
- В земля, воде или на чистом воздухе ставится коллектор-теплообменник (полотенцесушитель из труб из полимеров) по которому передвигается антифриз или рассол. При циркуляции он забирает тепло у внешней среды, нагреваясь на пару градусов, после этого поступает во внутренний трубный змеевик (атомайзер), где возвращает тепло фреону, (антифризу, нашатырному спирту).
- Дальше, нагнетатель воздуха сжимает нагретый хладагент, что приводит к его переходу в газообразное состояние и перемещению в следующий теплообменник-конденсатор в котором, фреон отдает собранное тепло в водяную СО дома или напрямую воздуху в отаплюемом помещении.
Дальше, фреон (антифриз, нашатырный спирт) вновь становится жидким и по магистральному трубопроводу идет назад в атомайзер, где общий процесс повторяется.
Очень легко догадаться, что рабочий принцип теплового теплового насоса дома знаком каждому современному жителю нашей необъятной, пользующийся холодильником или кондиционером.
Разновидности преобразователей электрической энергии тепла
Все, существующие ныне установки для получения энергии тепла от внешних источников, классифицируются как:
- Геотермальные. Приборы, коллекторы которых устанавливаются конкретно в земные недра.
- Гидротермальные. Установки, трубные змеевики которых монтируются в воду.
- Аэротермальные. Устройства с атомайзерами, установленными на чистом воздухе.
Будем детально рассматривать каждую разновидность и рабочий принцип тепловых тепловых насосов дома.
Есть два способа отбора тепла у земли:
- При помощи применения змеевика, размещенного в горизонтальном положении ниже точки обмерзания. В зависимости от региона и назначения установки, заглубление трубопровода может изменяться от 1,5 до десяти метров.
- Устанавливая трубу с «незамерзайкой» вертикально.
В землю ложатся трубы, по которой будет циркулировать тепловой носитель. Форма раскладки трубопровода бывает самой разной и зависит от параметров теплового носителя.
Важно! Непростая структура укладки дает возможность повысить площадь соприкасания трубопровода с землёй, что тоже повышает гидравлическое сопротивление коллектора.
Принцип – самая большая длина трубопровода на минимальном участке. Расстояние между виточками трубопровода составляет 0,7 – 1 м. Размер трубы для теплообменного аппарата от 1 до1 ? дюйма.
Вертикальный трубный змеевик (дальше зонд) собой представляет систему U образных труб, глубоких вертикально в почву на 20 – 150 м.
Положительные качества горизонтального теплообменника-коллектора – относительно низкая стоимость работ по монтажу. Недостаток – приличная площадь.
Положительные качества вертикального коллектора – скромная площадь и более высокая температура источника. Недостаток – большая цена работ по монтажу.
Важно! Бурение земли на подобную глубину просит наличие разрешительных документов, которое получить достаточно хлопотно и дорого.
Принцип благоустройства водяного змеевика практически не выделяется от горизонтального, размещенного в грунте: на днище пруда ложится трубопровод, который крепится грузами. Температура воды, даже во время зимы, опускается не ниже + 4°С, что выполняет использование водяного коллектора-теплообменика самой лучшей СО. Только одно ограничение – это длина подводящей магистрали, которая не должна быть больше 40- 50 м.
Важно! Так как вовсе не у каждого пунктов проживания есть близлежащие пруды, то практикуется расположение змеевиков атомайзеров в сточных, или х промышленных водах.
Воздушные тепловые отопительные насосы дома берут тепло окружающего воздуха и отдают его тепловому носителю. Такие установки имеют максимально обычную, среди выше описанных, конструкцию. Это вызвано тем, что атомайзер ставится конкретно на улице и дополнительного коллектора, для отбора энергии тепла у воздуха, «колхозить» не надо.
По большому счёту, тепловой тепловой насос дома воздух-воздух – это обыкновенная сплит-система, которая работает на обогрев: атомайзер находится на воздухе, а конденсатор в доме. Тепло, отбирается у окружающего воздуха и передвигается хладагентом в пространство помещения, где и подается тепловому носителю водяной СО или напрямую воздуху, который прогоняется через трубный змеевик конденсатора.
Положительные качества: небольшие затраты на покупку и монтаж такой установки.
Минусы: при — 15°С воздуха с улицы 1кВт получившейся энергии равняется 1кВт затраченной, на работу прибора.
«Преобразователь электрической энергии тепла» собственными руками
КПД насоса для отопления выражается отношением получаемой из внешних источников энергии к затраченной энергии на работу устройства. В самых новых моделях «отопительный показатель» может достигать 4 единиц. Иначе говоря на 4кВт получившейся энергии, тратится всего 1кВт. Это выгодно, особенно для организации обогрева домов у нас в государстве, где отопительный период продолжается шесть месяцев.
Сложность в том, что цена адекватного «преобразователя электрической энергии тепла» очень большая (в среднем 10 тыс. евро). Плюс сборочные работы на установку коллектора. Очень много наших сограждан не в состоянии воспользоваться всеми благами альтернативного отопления. Имеется возможность уменьшить затраты и попытаться собрать тепловой тепловой насос дома собственными руками, ведь, по большому счёту, это холодильник наоборот.
Важно! Необходимо понимать, что создание этого устройства просит серьезного термодинамического расчета, который способен выполнить обыкновенный домашний умелец не в состоянии. Ниже мы приведем схему.
За основу берется устаревший, но вполне рабочий холодильник, который у многих наших сограждан стоит в качестве полки для обуви на балконе или склада очень маленьких запасных частей в гараже.
- Холодильник монтируется в отаплюемом помещении.
- В створке морозилки ставится воздушный канал с нагнетающим вентилятором. Воздушный канал, выводится конкретно на улицу.
- В створке холодильника устанавливается второй (выходной)воздушный канал, который также выводится не улицу.
Рабочий принцип прибора не вызовет непонимания даже среди домовладелиц: по приточному отрезку трубы воздух поступает в морозилку, где он возвращает тепло хладагенту. Благодаря принудительному притоку, воздух который охлажден опускается в ключевую камеру холодильника, из которой отводится по вытяжному воздушному каналу. Воздух в помещении нагревается от теплообменного аппарата конденсатора, который находится на задней стенке холодильника.
Скажем честно, дом таким вариантом не обогреешь, но автогараж или маленькое хозяйственное помещение – легко.
Совет: Чтобы эта система работала регулярно, следует выключить из схемы внешний водяной термостат и объединить все напрямую.