Насос для отопления: энергетическое чудо или холодильник наоборот
Любое здание оборудовано вентиляционной системой, собственно она спасает саму постройку и жильцов от подобных ненужных явлений как высокая влажность и застой воздуха. Высокая влажность оказывает влияние на конструкцию дома, перекрытия и материалы для отделки, которые при плохой вентиляции подвержены губительному влиянию коррозии.
Но система вентиляции, без соответствующего нового оборудования, выбрасывает в воздух тысячи килокалорий тепла из наших помещений, делая больше расходы на отопление дома в холодный период года. Перерабатывать тепло можно используя сегодняшние методы и оборудование, которое поможет не только сберечь выбрасываемое в пространство вокруг дорогое тепло, но и увеличить, получая его назад в виде горячего водообеспечения, поступающего тёплого приточного воздуха из вентиляции или тёплых отопительных радиаторов.
Для того чтобы успешно перерабатывать тепло, покидающее квартиры через отверстия для проветривания, было придумано устройство, с названием насос для отопления. Он дает возможность перенести низкотемпературную энергию тепла из воздуха, выбрасываемого системой вентиляции, к системе использования, однако уже с более большой температурой. В качестве потребителя применяется система обогрева или горячего водообеспечения.
Ключевые узлы и элементы
Оборудование такого рода, состоит из очень важных элементов, без которых невозможна его работа:
- Замкнутого контура, по которому двигается фреон.
- Испарительного теплообменного аппарата.
- Конденсаторного теплообменного аппарата.
- Терморегулирующего клапана или дросселирующего устройства.
- Нагнетателя воздуха.
Конкретно из данных устройств состоит фактически любой холодильник, бытовой или центральный кондиционер и сплит-система. Только в кондиционере, внешний блок греет окружающий воздух, а в воздушном тепловом насосе – отопительную систему дома или входящие потоки воздуха.
Как это работает
Рабочий принцип насоса для отопления построен на цикле Карно, который многие из нас изучали в школе на уроках физики. Рассмотрим обобщенную схему прибора.
- Система собой представляет закрытый трубопровод, в котором находится фреон. Контур оборудован компрессором, приводящим в движение газ, и терморегулирующим клапаном. Данное устройство предназначается для создания большого давления фреона. При этом вступает в силу самый важный физический закон — при сжимании газ нагревается, а при уменьшении давления стынет.
- На участке выхода фреона из нагнетателя воздуха, газ сжат и за счёт чего имеет большую температуру, а проходя через терморегулирующий клапан, происходит резкая потеря давления и газ теряет собственную температуру. В замкнутом фреоновом контуре, не считая нагнетателя воздуха и клапана есть еще и два теплообменного аппарата. Один находится сразу же после нагнетателя воздуха в системе большого давления газа, а второй ставится после дросселирующего устройства.
- Протекая по теплообменному аппарату, фреон отдает часть собственной энергии тепла теплообменному аппарату системы обогрева, после этого газ стынет и поглощает тепло воздуха, протекающего по вентиляционной системе. Рабочий принцип насоса для отопления сильно напоминает рабочий принцип холодильника.
- В качестве приборов отопления выступают батареи отопления, вентиляторные конвекторы, полы с подогревом. Данное устройство именуется воздух — вода.
Взамен контура отопления как правило выступает приточная система вентиляции, воздух который поступает будет разогреваться от конденсаторного теплообменного аппарата. Устройство, какое будет работать по такой схеме, именуется насос для отопления воздух-воздух.
Сфера использования
Основное системы это отопление, причем как квартир и приватных домов, так и помещений промышленного типа. Но насос для отопления не только греет помещения, он может их и охлаждать, экономя при этом средства на кондиционировании. Чтобы это сделать понадобиться только присоединить взамен отопительных радиаторов вентиляторные конвекторы.
В странах Европы, этот вид утилизации тепла очень давно пользуется популярностью. Многие хозяева жилой недвижимости по достоинству расценили экономию средств от применения тепловых тепловых насосов и горячего водообеспечения собственных жилищ. Стоит только представить, что на отопление приватизированного дома площадью около 100 м.кв. будет расходоваться менее 2 кВт электрической энергии, а это меньше чем потребляет обыкновенный электрический чайник. Не считая приватных домов, насосы для отопления используются:
- Для обогрева и кондиционирования помещений офисного типа. Если площадь помещения более 1500 м.кв, то применяется принцип каскадного подсоединения нескольких насосов для отопления.
- Для создания комфортабельного климата в помещениях складского типа насос для отопления затратит на порядок меньше энергии, чем при электрическом отоплении.
- Для обогрева воды в бассейнах.
- Для обогрева теплиц и парников.
Многие приверженцы использования насосов для отопления говорят, что КПД системы более 100%, при этом приводят как пример, что на 1 кВт затраченной энергии, данное устройство отдает 2,5 кВт теплопроизводительности в пространство помещения, называя получившийся эффект «энергетическим чудом». Расчеты верны, но те, кто говорит о чудесах, путают КПД с тепловым показателем. В действительности, КПД устройства равён 46%. Но и подобные характеристики гораздо больше, чем у электрического или воздушного отопления.
Как высчитать мощность оборудования
Совет:
Благодаря тому, что насос для отопления считается достаточно очень дорогим оборудованием, то точный расчет мощности даст возможность существенно уменьшить расходы, которые связаны с его приобретением, монтажом и последующей эксплуатацией. Поэтому все расчеты наиболее целесообразно поручить специалистам.
Для того, чтобы без посторонней помощи произвести расчет насоса для отопления, необходимо определить все потери тепла по каждому помещению. Ключевые теплопотери происходят:
- Из-за температурные разницы между помещением и улицей через стены.
- Через естественные неплотности в окнах и дверях.
- Через систему вентиляции.
Чтобы не утомлять вас непростыми вычислениями и неиспользуемыми расчетами, в среднем, потери тепла помещения для проживания составляют от 60 до 100 Вт. Как пример можно взять маленькой приватный дом, вся площадь помещений которого будет равна 150 м.кв. Тогда при теплопотерях в 60 Вт на их покрытие потребуется мощность аппарата в 9 кВт. Однако необходимо сюда добавить около 700 Вт на обогрев воды в отопительной системе. В конце концов выходит, что на загородный дом, общей площадью в 150 м.кв. потребуется устройство, мощностью 9,7 кВт.
Делаем аппарат собственными руками
Прочитав данную статью многие уже решив для себя «купить по случаю» насос для отопления и свести до нуля собственные расходы на кондиционирование и отопление, с удивлением выявили, что стоимость данного оборудования как минимум шестизначная. Собственно поэтому те, кто после такой информации не потерял энтузиазма и пытаются сделать этот прибор собственными силами.
Для производства вам потребуются ключевые узлы, включающие в себя:
- Нагнетатель воздуха для насоса для отопления.
- Испарительный трубный змеевик.
- Конденсаторный трубный змеевик.
- Дросселирующее устройство.
- Трубопровод из меди.
В первую очередь, необходимо подобрать расположение нагнетателя воздуха и само устройство. Его наиболее целесообразно взять от кондиционера. Нагнетатель воздуха используя кронштейны необходимо закрепить на поверхности стены.
-
Следует сделать конденсаторный трубный змеевик. Для его изготовления потребуется бак, сделанный из нержавейки. Объем бака примерно 100-130л. В него следует вставить полотенцесушитель и заварить горловину. Выходы змеевика вывести из бака с помощью соединений с резьбой. Кто хотя бы раз изготавливал собственными силами полотенцесушитель для самогонного аппарата, тому будет легче, конструкция фактически одинаковая.
На готовый конденсатор необходимо намотать трубу из меди и тщательно ее закрепить. Концы трубы вывести с помощью отрезков трубы.
Важно!
Выводы внутреннего змеевика (для фреона) необходимо делать: вход сверху конденсатора, а выход в нижней, для устранения образования воздушных пробок.
В результате проведения всех мероприятий изготовление насоса для отопления собственными руками подошло к концу.
Совет!
Для того чтобы сделать оборудование собственными руками нужны глубокие познания в физике. Если вы познакомились с устройством и рабочим принципом исключительно на основе одной публикации, то не рискуйте, так как разгерметизация прибора может привести к тяжёлым травмам.
Сфера использования таких климатических аппаратов слишком большая. На данное время это один из очень рентабельных, чистых в экологическом плане и безопасных способов организации отопления в жилых, административных и помещениях на производстве.