Статьи по тепловым насосам

Тепловые насосы: все, что нужно знать об этом оборудовании

Одним из самых популярных видов оборудования на рынке климатической техники России и СНГ являются тепловые насосы. Их предпочитают использовать многие покупатели, желающие создать эффективную систему охлаждения и обогрева своих домов и офисов, однако очень немногие хорошо себе представляют принципы работы этой техники и зачастую даже не осведомлены, в каких ситуациях ее лучше использовать. А тем временем основных вопросов, касающихся работы теплонасосных установок, несколько, и разобраться в них будет несложно даже новичкам.

Что такое тепловые насосы?

К этой категории оборудования относится техника, которая способна утилизировать тепло, получаемое из окружающей среды, при помощи компрессора увеличивать до заданного уровня температуру теплоносителя и затем передавать тепло в определенное помещение. При этом тепловые насосы могут извлекать тепло из любых носителей, буквально «выкачивая» его из окружающей среды. Таким образом насосы способны работать с:

Технические характеристики работы насоса

В целом, теплонасосная установка в отличие от других видов климатического оборудования затрачивает минимальное количество электроэнергии в процессе своей работы. В среднем ей нужно потратить только 1 кВт энергии, и этого будет достаточно для производства 3-6 кВт тепла. Другими словами, используя мощность 2-3 обычных лампочек, зимой можно эффективно обогреть жилое помещение средних размеров. Летом эта же мощность может расходоваться на то, чтобы помещение охладить: в этом случае тепловой насос будет поглощать теплоту из воздуха, находящегося в комнате, и выводить его в атмосферу, в землю или в воду, создавая прохладу в любой комнате.

Какими бывают тепловые насосы?

В продаже широко представлено оборудование, которое можно использовать в различных сферах, включая:


Разумеется, теплонасосные установки для разных помещений имеют разные характеристики и могут даже различаться габаритами. При этом насосы имеют различную тепловую мощность (от нескольких кВт и до сотен мегаВт), а также могут работать с разными источниками тепла,независимо от их агрегатных состояний (твердыми, жидкими или газообразными). Учитывая особенности работы такого оборудования, теплонасосные установки делятся на такие типы:


Также на рынке представлены тепловые насосы, которые специально разработаны для работы с низкопотенциальным теплом. Источники такого тепла могут иметь даже отрицательную температуру, а тепловой насос в этом случае служит приемником высокопотенциального тепла, принимающего даже очень высокую температуру (более 1 тыс. градусов). В целом, по тому, с какой температурой установка работает, она подразделяется на:


Еще один параметр, по которому различают теплонасосные установки, связан с их техническим устройством. По этому показателю оборудование делится на такие типы, как:


Как правило, все тепловые насосы, независимо от их разновидности, работают с электрической энергией, однако в определенных случаях их можно переключить и на другие виды энергии, используя разнообразное топливо. По специфике этого топлива и работы самого оборудования теплонасосные установки подразделяются на такие разновидности:


Также встречаются и другие виды такого оборудования. При этом, как правило, тепловые насосы любого типа выпускаются серийно, однако отдельные уникальные установки могут изготавливаться по эксклюзивным проектам. Также можно найти экспериментальные тепловые насосы, множество еще не претворенных в жизнь чертежей и опытно-промышленные образцы такой техники, которые тоже могут быть использованы в каком-либо специальном помещении.

Все теплонасосные установки можно объединять в единую систему. Это необходимо, если на одном объекте работает несколько единиц такого оборудования, производящих как тепло, так и холод. Объединение их воедино только увеличит их эффективность, и на средних или крупных объектах рекомендуют сразу планировать создание подобного комплексного оборудования.

 

Что такое кольцевые системы кондиционирования?

Такая система комплектуется на основе тепловых насосов разных типов, хотя обычно для этих целей используется установка типа воздух-воздух. Тепловой насос в этом случае служит, как кондиционер: он устанавливается непосредственно в охлаждаемом помещении, а мощность такой техники подбирается в соответствии с рядом параметров. Среди них:

 


Установки, предназначенные для кондиционирования воздуха, всегда являются реверсивными – они одновременно и охлаждают, и выделяют тепло. Связывает их общий водяной контур – трубопровод, по которому циркулирует вода, являясь как источником, так и приемником тепла. В итоге температура внутри контура может колебаться в пределах 18-32 градусов, и именно через него между тепловыми насосами, нагревающими воздух, и между оборудованием, охлаждающим его, происходит обмен теплом. Если в разных помещениях нужно создать климат с разными характеристиками, тепловые насосы просто переносят тепло из комнат, которые имеют его избыток, в помещения, где тепла не хватает. Это позволяет создать кольцевой обмен теплом между различными зонами, и такая система является очень эффективной и экономичной. 

При этом кольцевые системы могут иметь в своем составе не только кондиционирующее оборудование, но и другие установки. В частности, такие приборы могут утилизировать бросовое тепло. Это требуется там, где имеются довольно большие потребности в тепле, например:


В любой ситуации кольцевая система позволяет использовать тепло многократно и отправлять его на нужды абсолютно всех потребителей, находящих в здании, и именно в этом заключается ее уникальность, ведь традиционные рекуператоры и регенераторы на такое не способны
. Более того, такая система более эффективно утилизирует тепло, поскольку ее работа никак не зависит от температуры воздуха, который забирается приточной вентиляцией, и от заданной температуры воздуха, который поступает в помещения. 


Летом кольцевая система, работающая на основе теплонасосной установки типа вода-вода, способна эффективно удалять излишки тепла из водяного контура, утилизируя их через потребителей: избыточное тепло подается в систему горячего водоснабжения, и его обычно достаточно для того, чтобы удовлетворить все потребности обитателей любого помещения в горячей воде. Особенно эффективной такая система будет на объектах с несколькими плавательными бассейнами (дома отдыха, отели, оздоровительные центры) – с ее помощью нагревать воду в бассейнах можно будет очень быстро и без лишних затрат.

 

Сочетается ли кольцевая система с другими системами оборудования?

Безусловно, да, и прежде всего она должна быть согласована с системой вентиляции. Последнюю, в частности, нужно разрабатывать с учетом всех характеристик теплонасосного оборудования, которое будет кондиционировать воздух. В частности, вентиляционной системе необходимо обязательно обеспечить рециркуляцию воздуха в объемах, необходимых для стабильной работы насоса, эффективной утилизации тепла и поддержания в помещении заданной температуры. Этому правилу нужно следовать на всех объектах, за исключением некоторых, в которых рециркуляция нежелательна – например, в плавательных бассейнах или на кухнях. 

При этом плюсом согласования кольцевой системы с системой вентиляции является то, что последняя в этом случае может быть построена по более простой схеме, которая обойдется потребителю дешевле. При этом тепловой насос будет охлаждать воздух непосредственно там, где это понадобится. Это избавит потребителя от необходимости транспортировать его по длинным теплоизолированным воздуховодам и будет выгодно отличать такую систему от распространенного ныне централизованного кондиционирования.

Кроме того, кольцевые системы могут координироваться с отопительными, а иногда даже полностью брать на себя их функции. В таких ситуациях система отопления, построенная на базе теплового насоса, становится менее мощной и более простой с точки зрения своего оборудования. Это делает ее особенно эффективной в холодном климате, где для отопления требуется больше тепла, получаемого из высокопотенциальных источников. Более того, кольцевая система способна серьезно оптимизировать работу всего оборудования в помещении. Работающие отдельно системы кондиционирования и отопления могут друг другу серьезно мешать, особенно тогда, когда не требуется и та, и другая. Кольцевая же система полностью исключает такую ситуацию, поскольку она всегда эффективно работает, основываясь на фактическом состоянии микроклимата, созданного в каждом конкретном помещении. При этом на предприятии такое оборудование может охлаждать и нагревать не только воздух, но еще и воду, и этот процесс не потребует лишних затрат энергии – он будет включен в баланс всего теплоснабжения в целом.

И, конечно же, в любой из этих ситуаций кольцевая система продемонстрирует великолепную экономичность. В традиционных системах тепло используется лишь частично и быстро уходит в атмосферу, если отопление работает параллельно с вентиляцией, однако кольцевая решает эту проблему комплексно, делая утилизацию тепла более эффективной и существенно сокращая его потери.

 

Как управлять теплонасосными системами?

Как правило, это оборудование не требует установки дорогостоящих средств автоматизированного управления, и это является еще одной «статьей» для экономии на нем. Удобная автоматизация здесь предельно проста и сводится только лишь к поддержанию заданной температуры воды, находящейся в контуре. Для этого система просто вовремя включает дополнительный нагреватель, чтобы вода не охладилась более, чем положено, или же задействует градирню, чтобы она не нагрелась сильнее, чем нужно. И этого обычно бывает достаточно для поддержания идеального климата.

Реализовать автоматическое управление в этой ситуации можно при помощи всего нескольких термостатов. Более того, для этого не понадобится даже точной регулирующей арматуры! Температура воды в контуре кольцевой системы может меняться в широком диапазоне, не требуя никаких дополнительных средств для этого. 

Кроме того, отдельная система автоматики регулирует и процесс передачи тепла тепловым насосом к потребителю. Она встраивается в само оборудование, и одним из основных элементов системы можно считать термостат (датчик температуры), который устанавливается непосредственно в помещении. Его одного бывает достаточно, чтобы полноценно управлять работой теплонасосной установки. При этом сам насос способен обеспечить все необходимые характеристики температуры воздуха в помещении без установки в системе вентиляции регулирующих заслонок, а в системе отопления – регулирующей арматуры. Это позволяет еще сильнее уменьшить стоимость кольцевой системы и увеличить надежность всех инженерных коммуникаций здания в целом.

Вообще сложная система автоматизированного управления может понадобиться только на крупных объектах, где установлено множество тепловых насосов различных типов, предназначенных для кондиционирования воздуха, обеспечения технологических процессов и утилизации тепла. И в таких ситуациях монтаж этой системы имеет смысл, ведь она позволяет оптимизировать работу каждой единицы оборудования. Однако монтируя ее, следует учитывать, что на эксплуатацию кольцевой системы влияет целый ряд факторов, с которыми должна «считаться» даже автоматика. Среди них:

Существуют ли успешные примеры использования кольцевых систем?

Таких примеров достаточно много, однако «хрестоматийными» можно считать следующие два.

Первый – реконструкция общеобразовательной школы № 2 в г. Усть-Лабинске. В этом здании были соблюдены все строжайшие санитарные требования, чтобы добиться максимального комфорта для детей, которые будут учиться в этом заведении. В соответствии с этими требованиями там была установлена особая климатическая система, которая способна посезонно контролировать температуру, влажность и приток свежего воздуха. При этом инженеры сделали все возможное, чтобы в каждом классе был индивидуальный контроль за микроклиматом, и справиться с обеспечением такого контроля могла только кольцевая система. Она позволила:.


Система была собрана более чем из 50 тепловых насосов марки Climatemaster (США) и одной градирни. Дополнительное тепло она получает из теплоцентрали, а управляет ею автоматика, которая самостоятельно поддерживает комфортные условия для обучения детей и при этом работает максимально экономично. Именно благодаря ей эксплуатация кольцевой системы даже в самое суровое зимнее время позволила снизить ежемесячные затраты на отопление до 9,8 тыс. рублей: до модернизации системы каждый месяц школа тратила 18 тыс. 440 рублей на обогрев 2,5 тыс. кв. м. И это при том, что после модернизации дополнительно увеличилась отапливаемая площадь школы, которая составила 3 тыс. кв. м. 

Второй проект был реализован в коттеджных поселках Подмосковья.Проблемы строительства таких поселков часто были обусловлены тем, что инфраструктура на этих территориях не позволяла строить новые дома, поскольку ни водопроводы, ни электрические сети, ни трансформаторные подстанции попросту не справлялись с выросшими нагрузками. При этом на старых подстанциях постоянно случались перебои с подачей энергии, обрывы старых проводов, различные аварии, поэтому в поселках, расположенных на таких территориях, нужно было сразу заботиться об автономном энергоснабжении. 

Соответственно, инженерам нужно было создать проект, который позволял бы обеспечивать двухэтажный коттедж, имеющий несколько комнат электричеством и теплом. Стандартная площадь такого дома составила 200 кв. м, а подведены к нему были только электричество и артезианская вода, других коммуникаций не было.

Первый шаг инженеры сделали в направлении энергоэффективности – в коттедже были установлены солнечные батареи, а за домом были установлены фотоэлектрические модули, также работающие от энергии солнца и имеющие мощность в 3,5 кВт.Этой мощности было достаточно для подпитки аккумуляторных батарей, которые впоследствии питали сам дом и его систему отопления. Соответственно, электроэнергия для семьи, проживающей в таком коттедже, была бесплатной, а это значит, что из семейного бюджета расходы на нее можно было вычеркнуть. В итоге затраты на установку батарей должны окупиться менее, чем за 10 лет, и после этого никаких средств выделять будет не нужно.

Для отопления же коттеджа использовалась геотермальная теплонасосная установка, основанная на насосе типа вода-вода. Он был предназначен не только для обогрева помещений при помощи радиаторных батарей, но и для производства горячей воды. Контур, который поставляет к насосу низкопотенциальное тепло, – то есть обычную полиэтиленовую трубу длиной 800 м и диаметром 32 мм, – проложили на самом участке (на глубине 2 метра). На установку такой системы (электроснабжение + отопление) было затрачено 40 тыс. долларов, и, учитывая, что в будущем хозяину не придется тратиться на оплату коммунальных услуг, поставляемых централизовано, он от этого только выиграл.

 

Где можно применять кольцевые системы?

В целом, все примеры демонстрируют, что подобные теплонасосные установки могут быть смонтированы на самых разных объектах. Среди основных можно выделить:


При этом в любом варианте гибкая кольцевая система может быть легко подстроена под нужды конкретного помещения и смонтирована в величайшем многообразии вариантов. 

Чтобы установить ее, инженерам понадобится учесть ряд нюансов:


После этого самые лучшие источники тепла будут использованы в самой системе, а общая мощность тепловых насосов при этом должна быть настроена так, чтобы не быть избыточной. 

В целом же, идеальным вариантом для любого объекта специалисты считают установку теплонасосного оборудования, которые используют окружающую среду и в качестве источника тепла, и в качестве его приемника. При этом всю систему следует сбалансировать по теплу, независимо от мощностей источников и приемников тепла – они могут быть разными, ведь их соотношение изменяется, когда меняются условия работы системы. Однако они должны быть согласованы друг с другом.

Если эти параметры учтены верно, кольцевая система будет эффективно работать и на обогрев, и на охлаждение, утилизируя все «лишнее» тепло. А использование одной такой системы вместо нескольких позволит не только создать идеальный климат в помещении, но и будет очень эффективным и выгодным и с точки зрения капитальных, и с точки зрения эксплуатационных затрат.

Сколько стоит тепло?

Мы знаем, что все, кто к нам обращаются, рассматривают и другие системы отопления. Существует множество мнений об экономичности каждой в отдельности. На мой взгляд, самое главное, когда мы говорим об экономии, цифры. Для этого, мы подготовили расчет стоимости 1 кВт тепла, полученного разными источниками.

Методика расчета

В расчетах мы использовали следующие величины:

  1. Средний КПД котла. Сразу хочу уточнить, что параметр сложный, поэтому будут взяты примерные значения.
  2. Удельная теплота сгорания. Материалы взяты из источника: «Физическая энциклопедия». Под ред. А. М. Прохорова. т.5. — М.:Большая Российская энциклопедия, 1998. — стр. 81. и других табличных данных.
  3. Средняя рыночная стоимость единицы теплоносителя.

Расход на отопление электрическим котлом

В принципе, здесь всё достаточно просто, так как достаточно учесть только 1 и 3 пункты. В итоге:

<КПД>= 0,9 (90%)

Цена электричества на момент написания статьи, в среднем, 3,1 руб/кВт

Стоимость 1 кВт тепла = 3,1 руб / 0,9 = 3,44 руб!

Расход на отопление дизельным котлом

<КПД> = 0,85 (85%)

Удельная теплота сгорания — 42,7 МДж/кг = 11,9 кВт/кг = 10,0 кВт/л (с учетом плотности 0,84 кг/л)

Цена дизельного топлива на момент написания статьи — 30,3 руб/л

Стоимость 1 кВт тепла = 30,3 руб / 10,0 кВт/л / 0,85 = 3,56 руб

Будьте внимательны! Это даже дороже электрического котла, но всё будет зависеть от стоимость электроэнергии. В некоторых районах она доходит до 6 рублей.

Расход на отопление газовым котлом

<КПД> = 0,87 (87%)

Удельная теплота сгорания — 38,2 МДж/м3 = 10,6 кВт/м3

Цена магистрального газа на момент написания статьи — 4,0 руб/л

Стоимость 1 кВт тепла = 4 руб / 10,6 кВт/л / 0,87 = 0,43 руб

Расход на отопление сжиженным газом (с газгольдером)

<КПД> = 0,87 (87%)

Удельная теплота сгорания — 46,8 = 13 кВт/кг = 7 кВт/л (с учетом плотности 0,54 кг/л)

Цена сжиженного газа с учетом доставки и заправки на момент написания статьи — 17,0 руб/л

Стоимость 1 кВт тепла = 17 руб / 7 кВт/л / 0,87 = 2,8 руб

Представляю как на меня могут ополчиться владельцы и производители газгольдеров, после того, как я скажу, что они не только опасны, но ещё и не намного выгоднее даже электрокотлов или дизельных котлов! Тем не менее, из песни слов не выкинешь!

Расход на отопление пеллетным котлом

<КПД> = 0,8 (80%) Нет у нас хороших пеллетов с высокими КПД

Удельная теплота сгорания — 5 кВт/кг (данные сильно различаются. Это почти максимальное значение)

Цена пеллетов с учетом оптовой скидки и доставки на момент написания статьи — 5,5 руб/кг

Стоимость 1 кВт тепла = 5,5 руб / 5 кВт/л / 0,8 = 1,4 руб

Расход на отопление тепловым насосом

<КПД> Это не именно КПД, но для простоты возьмет КОП теплового насоса BROSK = 3,9

Цена электричества на момент написания статьи, в среднем, 3,1 руб/кВт

Стоимость 1 кВт тепла = 3,1 руб / 3,9 = 0,8 руб

Расчеты по древесным котлам, угольным, торфяным и другим, ввиду большого разброса цен на теплоноситель, включены не были!

Давайте теперь посмотрим какая система отопления выгоднее:

Наиболее выгодная система отопления до сих пор — это магистральный газ!

Самым абсурдным (извините за прямоту) вложением денег, на мой взгляд, является газгольдер! Выгода сомнительна, риски детонации, и высокие первоначальные вложения (около 300 000 руб).

Из неэкономичных систем отопления интереснее электрокотел, если позволяют выделенные электические мощности!

Пеллетный котел и тепловой насос — совершенно разные системы, рассчитанные на разного покупателя.

Пеллетный котел — дешевле где-то вдвое, но и по экономии вдвое слабее. Обладает определенной автономностью от централизованных систем, но требует регулярной чистки и неспособен поддерживать тепло более 3х дней без участия в этом владельца.

Тепловой насос — самый экономичный, экологичный, простой в обслуживании, но требует самых высоких первоначальных вложений. Дальше решать вам.

Принципы работы тепловых насосов

В обычных условиях, тепло движется от более высокой температуры к более низкой. Однако, тепловые насосы способны заставить двигаться тепло в обратном направлении, используя при этом сравнительно небольшое количество энергии (электроэнергии, топлива, или избыточного тепла). Таким образом, тепловые насосы способны передавать тепло от природных источников тепла (воздуха, земли или воды) или от техногенных источников тепла, (промышленные и бытовые отходы, здания или производственные процессы). Также, тепловые насосы могут использоваться для охлаждения. В этом случае тепло переносится в противоположном направлении: от охлаждаемого источника, к нагреваемому приемнику. Иногда избыток тепла, образовавшийся от охлаждения, одновременно используется для отопления. Классический пример последнего — обогрев бассейна теплом, отбираемым от охлаждаемого дома.

Принцип переноса энергии тепловым насосом

Для переноса тепла от теплоисточников к приемникам, тепловому насосу необходима внешняя энергия. Теоретически, общее количество тепловой энергии, поставляемой тепловым насосом, равно энергии тепла, извлекаемой из теплоисточника, плюс сумма энергии затраченной на работу теплового насоса. Тепловые насосы с электроприводом, используемые для теплоснабжения зданий, как правило, выдают 100 кВт тепловой энергии используя при этом всего 20-40 кВт/ч (КОП 2,5 — 5) электроэнергии. Некоторые промышленные тепловые насосы могут достигать еще более высокой производительности, и поставлять такое же количество тепла используя всего 3-10 кВт/ч (КОП 10-30) электроэнергии.

Тепловые насосы и экология

Поскольку тепловые насосы потребляют меньше первичной энергии, чем традиционные системы отопления, они занимают передовые позиции среди технологий сокращения выбросов газов, которые наносят вред окружающей среде. Таких газов, как двуокись углерода (CO2), диоксид серы (SO2) и окиси азота (NOx). Однако воздействие электрических тепловых насосов на окружающую среду в значительной степени зависит от того, какую электроэнергию они используют. Тепловые насосы, использующие электроэнергию, например, гидроэлектростанций или возобновляемых источников энергии более существенно сокращают выбросы, чем, насосы использующие электроэнергию вырабатываемую при использовании угля, нефти или газовых электростанций.

Два основных типа тепловых насосов

Почти все тепловые насосы, использующиеся в настоящее время, функционируют либо на основе принципа компрессии пара, либо на основе абсорбционного цикла.

Теоретически, теплопередача может быть осуществлена при помощи других термодинамических циклов и процессов. Они включают в себя цикл Стирлинга и цикл Валмиера, однофазные циклы (например, из воздуха или инертных газов CO2), сорбцию паров, гибридные системы (в частности, сочетание принципа компрессии пара и абсорбционного цикла) и электромагнитные и акустические процессы. Некоторые из данных технологий только выходят на рынок или достигли технической зрелости, а другие могут стать технологиями будущего.

Компрессионный тепловой насос

Подавляющее большинство тепловых насосов для функционирования используют процесс сжатия пара. Основными составляющими такого теплового насоса являются компрессор, расширительный клапан и два теплообменника называемые испаритель и конденсатор. Данные компоненты соединяются и образуют замкнутый контур, как показано на рисунке. Летучие жидкости, используемые в качестве рабочей жидкости (хладагенты), циркулируют по данной системе.

comprhp

В испарителе рабочая жидкость имеет температуру ниже температуры источника тепла, за счет этого происходит движение тепла от теплоисточника, при этом рабочая жидкость испаряется. Получаемый пар, на выходе из испарителя сжимается в газ высокого давления, что приводит к увеличению температуры газа. А затем горячий пар поступает в конденсатор, где он конденсируется и отдает полезное тепло. Наконец, рабочая жидкость под высоким давлением проходит через расширительный клапан, который действует как клапан перепада давления. Рабочая жидкость возвращается в исходное состояние, и снова попадает в испаритель. Компрессор обычно приводится в действие электродвигателем, реже двигателем внутреннего сгорания.

Виды компрессионных тепловых насосов

  • Электродвигатель приводит в движение компрессор с незначительными потерями энергии. Общая энергетическая эффективность теплового насоса сильно зависит от эффективности, с которой он потребляет электричество.
  • Когда компрессор приводится в движение бензиновым или дизельным двигателем тепло от охлаждения воды и выхлопных газов используется в дополнение к теплу вырабатываемому в конденсаторе.
  • Промышленные тепловые насосы компрессионного типа, часто используют рабочие жидкости в открытом цикле. Эти тепловые насосы, как правило, называют рекомпрессорами механических паров;

Абсорбционный тепловой насос

Абсорбционные системы используют способность жидкости и солей поглощать пары рабочей жидкости. Наиболее распространенными источниками рабочего пара для абсорбционных систем являются:

  • вода (рабочая жидкость) и литий бромид (абсорбент);
  • аммиак (рабочая жидкость) и вода (абсорбент).

Abs

В абсорбционных системах, сжатие рабочей жидкости достигается за счет нагревания под давлением в системе, которая состоит из поглотителя, насоса, генератора и расширительного клапана, как показано на схеме. Пар низкого давления на выходе из испарителя поглощается абсорбентом. В результате этого процесса генерируется тепло. Раствор с помощью насоса перекачивается под давлением и попадает в генератор, где выкипает при высокой температуре. Рабочая жидкость (пар) конденсируются в конденсаторе, в то время как абсорбент возвращается в поглотитель исходное состояние по расширительному клапану.

Тепло извлекается из источника тепла в испарителе. Полезный выход тепла осуществляется при выравнивании температур в конденсаторе и в поглотителе. В генератор высокотемпературное тепло поступает, чтобы запустить процесс. Для работы насоса, перекачивающего жидкость необходимо небольшое количество электроэнергии.

Спасибо, что верите в тепловые насосы российского производства!

Тепловой насос Вода-Вода 3 в 1

Тепловой насос Вода-Вода 3 в 1

  • Применение соосного трубчатого теплообменника большого диаметра позволяет получить высокую эффективность теплообмена при стабильной работе оборудования;
  • Технология стабильного износа снижает электрический импульс и повышает срок службы оборудования;
  • Интеллектуальное микрокомпьютерное управление и большой LCD дисплей с дружественным интерфейсом упрощает взаимодействие с системой;
  • Реализуется дистанционное управление посредством сети Интернет или телефонной связи;
  • Уникальные антивибрационные технологии для компрессора (Патент ZL 2020 2 0243049.7) и передовые звукопоглощающие материалы гарантируют бесшумную среду;
  • Оборудование обладает функцией рекуперации тепла;
  • Уникальная технология мобильного блока управления (Патент ZL 2020 2 0243049.7) упрощает монтаж, детектирование, содержание и техническое обслуживание оборудования.
Модель Мощность тепловая, кВт Мощность электрическая, кВт Мощность рекуперации, кВт Компрессор Рабочее напряжение, В Вес, кг
MSSL ® (Q)-7500 7,3 2 7,5 Ротор 220V 85
MSSL ® (Q)-10000 9,8 2,8 10 Ротор 220V 100
MSSL ® (Q)-12000 11,8 3,5 12 Ротор 220V 105
MSSL ® (Q)-12000/S 11,8 3,5 12 Ротор 380V 105
MSSL ® (Q)-15000 14,9 4 14,5 Спираль 220V 120
MSSL ® (Q)-15000/S 14,9 4 14,5 Спираль 380V 120
MSSL ® (Q)-20000/S 19,6 5,3 19,5 Спираль 380V 150
MSSL ® (Q)-25000/S 24,7 6,6 25 Спираль 380V 250
MSSL ® (Q)-30000/S 29,8 8,1 28,5 Спираль 380V 280
MSSL ® (Q)-40000/S 38,3 10,7 39,5 Спираль 380V 300
MSSL ® (Q)-50000/S 47,6 13,1 42,5 Спираль 380V 420
MSSL ® (Q)-60000/S 53,6 15,1 46 Спираль 380V 450

Тепловой насос Вода-Вода

Тепловой насос Вода-Вода

  • Применение соосного трубчатого теплообменника большого диаметра позволяет получить высокую эффективность теплообмена при стабильной работе оборудования;
  • Технология стабильного износа снижает электрический импульс и повышает срок службы оборудования;
  • Интеллектуальное микрокомпьютерное управление и большой LCD дисплей с дружественным интерфейсом упрощает взаимодействие с системой;
  • Реализуется дистанционное управление посредством сети Интернет или телефонной связи;
  • Уникальные антивибрационные технологии для компрессора (Патент ZL 2020 2 0243049.7) и передовые звукопоглощающие материалы гарантируют бесшумную среду;
  • Оборудование обладает функцией рекуперации тепла;
  • Уникальная технология мобильного блока управления (Патент ZL 2020 2 0243049.7) упрощает монтаж, детектирование, содержание и техническое обслуживание оборудования.
Модель Тепловая мощность, кВт Потребляемая мощность, кВт Компрессор Рабочее напряжение, В Вес, кг
MSSLR-7500 7,3 2 Ротор 220 85
MSSLR-10000 9,8 2,8 Ротор 220 100
MSSLR-12000 11,8 3,5 Спираль 220 105
MSSLR-12000/S 11,8 3,5 Спираль 380 105
MSSLR-15000 14,9 4 Спираль 220 120
MSSLR-15000/S 14,9 4 Спираль 380 120
MSSLR-20000/S 19,6 5,3 Спираль 380 150
MSSLR-25000/S 24,7 6,6 Спираль 380 250
MSSLR-30000/S 29,8 8,1 Спираль 380 280
MSSLR-40000/S 38,3 10,7 Спираль 380 300
MSSLR-50000/S 47,6 13,1 Спираль 380 420
MSSLR-60000/S 53,6 15,1 Спираль 380 450

Тепловой насос Вода-Воздух моноблочная система

Тепловой насос Вода-Воздух моноблочная система

  • Применение соосного трубчатого теплообменника большого диаметра позволяет получить высокую эффективность теплообмена при стабильной работе оборудования;
  • Технология стабильного износа снижает электрический импульс и повышает срок службы оборудования;
  • Интеллектуальное микрокомпьютерное управление и большой LCD дисплей с дружественным интерфейсом упрощает взаимодействие с системой;
  • Реализуется дистанционное управление посредством сети Интернет или телефонной связи;
  • Уникальные антивибрационные технологии для компрессора (Патент ZL 2020 2 0243049.7) и передовые звукопоглощающие материалы гарантируют бесшумную среду;
  • Возможность регулирования параметров температуры внутри комнаты, температуры горячей воды, температуры на входе и выходе и др.;
  • Хладагенты R410A, R407C, и R22 как опция.
Модель  Мощность охлаждения, кВт Мощность нагрева , кВт Хладагент
2600  2,6 3,0 R410a
3500 3,5 3,95 R410a
4500 4,5 5,10 R410a
5800 5,8 6,48 R410a
7200 7,2 8,10 R410a
8600 8,6 9,40 R410a
10500 10,5 11,40 R410a
12600 12,6 13,60 R410a
14600 14,6 15,80 R410a
17500/S 17,5 19,60 R410a

СОБСТВЕННЫЙ ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ НА СВОЕЙ ЗЕМЛЕ

СОБСТВЕННЫЙ ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ НА СВОЕЙ ЗЕМЛЕ
Только представьте ваш дом отапливается энергией земли. Не нужно устанавливать дымоходы, котлы, проводить в дом газ, нет необходимости покупать кондиционеры на охлаждение дома летом.
ПРИМЕНЕНИЕ ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ:
1. Энергосберегающие системы отопления. Геотермальный источник обеспечивает энергией бесплатно до 80 % от потребностей в тепле
2. Энергосберегающие системы кондиционирования. Геотермальный источник обеспечивает бесплатно до 95 % от потребности в кондиционировании
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ:
1. Системы частного домовладения. Режим отопления, ГВС, кондиционирования
(частные дома )
2. Коммерческое использование систем отопления, ГВС, кондиционирования (АЗС, Нефтебазы, Дата- центры, Бюджетные организации, офисные здания, коммерческие здания, экологические базы отдыха, магазины, производства )
При выполнении этих работ мы используем малогабаритную буровую технику, которая позволяет осуществлять работы на благоустроенных участках, с минимальным вредом для существующего ландшафта.
Состав работ:
бурение геотермальных скважин глубиной до 80 м;
разработка грунта под устройство коллекторов;
изготовление зондов;
обвязка скважин (зондов)
изготовление коллекторов;
тампонирование скважин;
опрессовка источника
Гарантия до 7 лет
Срок службы источника более 50 лет
БУРЕНИЕ СКВАЖИН НА ТЕПЛО
Одним из способов получения тепла из недр Земли является размещение контура (зонда) теплового насоса в скважине, что позволяет сэкономить до 80% энергии, используемой для отопления и приготовления горячей воды.
Геотермальное бурение скважин проводят для последующей установки геотермального зонда и теплового насоса. Система отопления на основе теплового насоса может обеспечить теплом как частные дома, так и предприятия и фермы. При этом предварительно специалисты оценивают геологический разрез в районе объекта для определения количества необходимых скважин. Скважина подбирается такой глубины, чтобы максимально обеспечить объект теплом и в тоже время подобрать оптимальный тепловой насос.
После того, как скважины пробурены, в скважины опускают геотермальный зонд, соединенный специальным трубопроводом с насосной станцией в помещении.
Буровые установки позволяют бурить скважины диаметром до 200мм при индивидуальном заказе до 350мм и глубиной до 100м. Бурение скважины глубиной до 60м займет до 1 дня. От заключения договора до начала бурения скважины - от 3-х дней ( в зависимости от занятости буровой техники и персонала.)
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ:
Незамерзающая жидкость (смесь гликоля или спирта и воды), получившая тепло из скважины, передается из трубопровода и направляется в тепловой насос, где температура ее понижается, а отдаваемое тепло используется для отопления здания и приготовления горячей воды. Затем охлажденная жидкость возвращается обратно, где вновь забирает тепло

Юридический “разбор” дела о тепловых насосах

Юридический “разбор” дела о тепловых насосах
Как обещали, возвращаемся к вам с анализом и комментариями к решению суда по делу о тепловых насосах, которое мы вели как юристы для нашего клиента.
Напомним, что 08 июля 2020 года Кунцевский районный суд города Москвы вынес решение по делу № 02-0101/2020 в пользу нашего клиента о взыскании с компании-производителя тепловых насосов денежных средств в общем размере 4 772 683 рубля 6 копеек.
На данный момент решение суда вступило в законную силу и подлежит принудительному исполнению.
Расскажем подробнее об этом деле и дадим свои правовые комментарии.
Фабула дела:
Между заказчиком (физическим лицом) и подрядчиком (компанией-производителем тепловых насосов на российском рынке) был заключен договор подряда на монтаж и пуско-наладочные работы системы геотермального теплоснабжения на базе теплового насоса для жилого дома.
Согласно условиям Договора, работы выполняются в два этапа. Первый этап включает в себя монтаж внешнего контура геотермальной системы, а именно: бурение скважин с закладкой зондов; горизонтальная разработка грунта и прокладка зондов; монтаж приемо-возвратного коллектора. Второй этап выполнения работ включает в себя монтаж и пуско-наладочные работы теплового насоса.
Договором установлены определенные технические параметры (теплопроизводительность, максимальная температура подачи контура отопления, максимальная температура подачи ГВС), которые должна выдавать система при ее нормальной эксплуатации.
Система теплоснабжения была смонтирована подрядчиком в летний период, в результате чего проверить, выдает ли она указанные в договоре технические параметры, не представлялось возможным.
При наступлении отопительного сезона, заказчик начал нормальную эксплуатацию системы на базе теплового насоса в соответствии с инструкциями, данными ему подрядчиком. В ходе такой эксплуатации были обнаружены следующие недостатки: тепловой насос не выдавал технические параметры, указанные в Договоре, что привело к невозможности теплоснабжения индивидуального жилого дома и осуществления его горячего водоснабжения. Заказчик немедленно известил об этом подрядчика с требованием устранения недостатков в рамках гарантийных обязательств по Договору. Подрядчик согласился устранить выявленные недостатки, но за счет заказчика, путем установки в систему дополнительного оборудования для обеспечения бесперебойного функционирования системы (бак 300V, циркуляционный насос Star-RS25/6, температурный доводчик ГВС). После установки указанного дополнительного оборудования, система снова вышла из строя, в результате чего тепловой насос не выдавал параметры, указанные в технических характеристиках. В результате этого, представители подрядчика осуществили долитие спирта в систему, но система снова вышла из строя в результате того, что тепловой насос перестал функционировать, геоконтур замерз. Заказчик сообщил об этом подрядчику. Подрядчик согласился устранить неполадки и сообщил, что сотрудники прибудут в определенную дату. Однако сотрудники подрядчика для устранения неисправностей не явились. В итоге заказчиком было направлено уведомление подрядчику, в котором было указано, что он отказывается от исполнения договора и требует возвратить ему уплаченные по договору денежные средства. Ответ на данное требование в адрес заказчика не поступил, что послужило причиной обращения в суд.
Заказчик просил суд взыскать с подрядчика в свою пользу денежные средства, уплаченные по договору; разницу между ценой системы геотермального теплоснабжения, расходы по устранению недостатков, понесенные заказчиком, неустойку, убытки, компенсацию морального вреда, штраф, судебные издержки, а также обязать подрядчика произвести демонтаж и вывоз оборудования и материалов по договору своими силами и за свой счет.
«Вердикт» суда:
Суд частично удовлетворил заявленные требования заказчика, взыскал с подрядчика денежные средства, уплаченные по договору и по счету (за дополнительное оборудование); убытки, компенсацию морального вреда, неустойку, штраф, расходы по оплате услуг представителя, расходы по оплате услуг эксперта, почтовые расходы; а также обязал подрядчика произвести демонтаж, вывоз оборудования и материалов по договору и счету своими силами и за свой счет.
Общий размер присужденной судом суммы: 4 772 683 рубля 6 копеек.
При вынесении решения суд основывался на выводах заключения эксперта по итогам проведения судебной экспертизы.
Так, согласно заключению эксперта, «в материалах и оборудовании, поставленном в соответствии с договором, недостатки отсутствуют. В результатах работ, выполненных в соответствии с договором, присутствуют недостатки, обусловленные некачественным монтажом и пуско-наладкой геоконтура. Качество работ, произведенных по договору, не соответствует условиям договора и требованиям к работам, установленным действующим законодательством РФ. Недостатки в материалах и/или оборудовании отсутствуют. Установка работоспособна непродолжительное время, до замерзания геоконтура. Недостатки проведенных работ возникли на этапе монтажа установки и последующего проведения пуско-наладочных работ, то есть перед сдачей установки в эксплуатацию. Оборудование (тепловой насос) в ходе эксплуатации системы геотермального теплоснабжения не способно постоянно обеспечивать технические параметры (теплопроизводительность, максимальная температура подачи контура отопления, максимальная температура подачи ГВС), предусмотренные договором. Причиной является ненадлежащее качество проведенных работ по монтажу и пуско-наладке. Исходя из проведенного исследования и материалов дела, нормальная эксплуатация системы геотермального теплоснабжения приводит к ее полному отключению. Причиной отключения системы геотермального теплоснабжения при ее нормальной эксплуатации является наличие воздуха в геотермальном контуре, который не был удален оттуда в процессе его монтажа и пуско-наладки оборудования. Общий срок фактической эксплуатации оборудования составляет 362 часа (около 15 суток). Оборудование после решения истца о расторжении договора для отопления жилого дома практически не использовалось. Нарушений правил эксплуатации оборудования со стороны истца или третьих лиц в процессе проведения осмотра не выявлено. Следы вмешательства в работу оборудования и в само оборудование со стороны истца или третьих лиц отсутствуют».
Таким образом, экспертиза установила, что сам тепловой насос и иные комплектующие не имеют недостатков по качеству. Но система не может выдавать технические параметры, заявленные в договоре, и отключается по причине некачественно проведенных работ, не соответствующих требованиям действующего законодательства.
По факту (в заключении не отражено), проблема заключалась в том, что работы выполнялись без какой-либо технической документации, никакие предварительные расчеты не производились, то есть «наглазок». Подрядчик в ходе судебного разбирательства техническую документацию по запросу суда так и не предоставил. Вследствие чего, геоконтур был заложен выше уровня обмерзания почвы в данном регионе, что привело к замерзанию теплоносителя при минусовых температурах и последующему отключению теплового насоса в ходе его эксплуатации.
То есть для устранения недостатков потребовалось бы демонтировать всю систему и переделать все работы заново, что является экономически нецелесообразным. Тем более, что заказчик с нашей помощью на момент подачи иска отказался от договора, тем самым обозначив неактуальность устранения недостатков на момент обращения в суд.
Вывод и рекомендации:
Данное дело рассматривалось по правилам закона о защите прав потребителей, поскольку заказчик (хотя и имеет статус предпринимателя), но подрядчик заключил с ним договор как с физическим лицом без статуса ИП. Также работы по договору выполнялись для личных, семейных, бытовых нужд заказчика (в целях теплоснабжения жилого дома).
Какие преимущества дает заказчику закон о защите прав потребителей?
Преимущества в том, что можно, кроме возврата уплаченной суммы по договору, взыскать с производителя (подрядчика) также убытки, неустойку, моральный вред и штраф суда. Это значительные суммы. Чего нельзя сделать, если договор заключен с Вами как с предпринимателем или юридическим лицом. Надо сказать, что в этом плане законодательство о защите прав потребителей достаточно четко отстаивает позицию потребителя, права которого нарушены в результате приобретения некачественных товаров, работ и услуг. То есть законодательство предоставляет возможность гарантированно взыскать вышеуказанные дополнительные суммы сверх взысканной суммы, уплаченной по договору. Достаточно лишь, чтобы было удовлетворено Ваше основное требование – о возврате уплаченной по договору суммы, и был установлен факт отказа (уклонения) подрядчика добровольно решить вопрос в досудебном порядке.
Однако, для того, чтобы этим факты были установлены судом и суд присудил Вам указанные приятные «бонусы», необходимо на момент обращения в суд правильно соблюсти все формальности. Например, проанализировать договор и понять, какие действия в соответствии с его условиями нужно совершить в сложившейся ситуации. В нашей ситуации нужно было отказаться от договора и потребовать в досудебном порядке возвратить деньги; необходимо было указать конкретный срок для такого возврата. Если бы мы не порекомендовали заказчику отказаться от договора и не направили соответствующие документы, суд мог бы отказать в удовлетворении требований и на основании выводов экспертизы обязать подрядчика устранять недостатки, что заказчику совсем невыгодно на данном этапе. Благодаря грамотному подходу, мы исключили возможность такого развития событий и юридически правильно сделали все необходимые действия в соответствии с условиями договора и закона.
Формальные действия нужно делать в соответствующей форме (официальные письма, требования, претензии и т.п.). В противном случае суд может не признать неправильно оформленные и направленные документы надлежащим доказательством. Это может иметь плачевные юридические последствия в виде отказа в иске.
Таким образом, перед обращением в суд, всегда необходимо предварительно готовиться, чтобы у Вас была необходимая доказательственная база и усиленная позиция. Для этой цели мы всегда проводим предварительный анализ договора и всей документации, осуществляем ряд юридических формальностей (готовим недостающие документы, направляем их в определенном порядке, выдерживаем сроки и т.д.), рассчитываем стратегию поведения второй стороны и готовим свою позицию в споре.
Только благодаря правильно соблюденным юридическим формальностям и спланированной стратегии поведения во время судебного разбирательства, Ваши шансы на успешных исход дела значительно возрастают.

Проблемы отрасли тепловых насосов

Существуют проблемы при съёме тепла с водоёмов, скважин, колодцев — все эти сложности связаны с объёмом и качеством используемой воды, получением разрешений, с риском нарушения Закона о недрах и т.д.

Конкретизируем: с одной стороны, например, запрещено поднимать воду из скважины наверх и сбрасывать её обратно в горизонт, но с другой — нельзя и заболачивать местность, сливая воду на поверхность.

Если говорить о воздушных тепловых насосах, то в условиях средней полосы они не могут работать как единственный источник отопления, поскольку при понижении температуры производительность данных агрегатов резко падает. Конечно, они могут работать в бивалентном режиме — в паре с другим теплогенератором. Но дело в том, что если на объекте есть газ, никто тепловой насос устанавливать не будет, даже воздушный.

Самый главный вывод, который был сделан в результате многолетней деятельности по развитию компании и расширению опыта монтажа тепловых насосов (ТН): любой объект необходимо рассматривать комплексно, в сотрудничестве с проектными организациями, которые проектируют сам объект. Нужно добиться максимального взаимопонимания с партнёрами, чтобы были правильно учтены все особенности ТН-технологий.

Например, в сотрудничестве ГК «Фонд содействия реформированию ЖКХ» одна компания оснастила тепловыми насосами несколько жилых многоквартирных домов в разных регионах России. В 2014 году совместно с администрацией Клинского района Московской области, пригласив к сотрудничеству строительную фирму, они решили построить дом по программе «Расселение ветхого жилья», который должен был стать оптимальным с точки зрения реализации различных подходов к энергосбережению.

По проекту общая площадь многоквартирного дома — 2561 м2, жилая — 2030 м2. Переселено из бараков 112 человек. Система отопления — водяные тёплые полы. Поквартирный учёт и регулировка поступления тепловой энергии для отопления. Источник тепловой энергии — четыре тепловых насоса российского производства, общей мощностью 220 кВт (в том числе для системы ГВС).

Естественно, всё началось с конструктива стен. Для стен использовался кирпич с внешним утеплением. Окна энергосберегающие с напылением. В результате теплопотери ограждающих конструкций удалось снизить до 60 Вт/м2.

В качестве теплосбора для систем отопления и ГВС были установлены 65 вертикальных грунтовых зондов. Особенности залегания известняка позволили пробурить отверстия в грунте глубиной по 55 м. В месте строительства, к счастью, имелась достаточно высокая обводнённость почвы. По сравнению с обычными домами в этом посёлке проектный расчёт затрат на отопление предусматривал снижение платежей на 70 %. Использовался однопетлевой зонд (труба из ПНД, диаметр 32 мм), поскольку двухпетлевой, который обычно применяется в Европе и делает отбор тепла более интенсивным, в данной ситуации оказался ненужным.

Методика расчёта отличается от европейской из-за необходимости учитывать более длинный отопительный сезон, то есть задача заключается в том, чтобы тепла грунта хватило на 214–220 дней. Это одна из причин, почему европейские геотермальные тепловые насосы, которые используются в России, как правило, при расчёте теплосбора по своим «фирменным» методикам перемораживают грунт, в результате чего порой уже в январе-феврале приходится подключать дополнительный источник тепла. И это ещё полбеды, потому что может возникнуть проблема посерьёзнее: если постоянно перемораживать грунт, есть опасность создать ледяную глыбу, растопить которую будет непросто.

Поэтому, опираясь на собственный многолетний опыт, за основу методики расчётов они взяли публикации профессора В. Ф. Гершковича, который очень большое внимание уделял именно грунтовому теплосбору. Он исследовал его не только в европейской части России, но и по всей Европе, на севере США и юге Канады, и подтвердил в своих исследованиях возможность снятия тепла (с вертикального зонда) от 18 до 45 Вт с погонного метра зонда, в зависимости от качества самого грунта и его обводнённости.

Вернёмся к упомянутому выше зданию. Система горячего водоснабжения выполнена на основе одного теплового насоса и семи буферных теплоаккумуляторов косвенного нагрева. Тепловой насос зимой получает низкопотенциальное тепло из грунта через геозонды и из вентиляции здания через драйкулер, который установлен на чердаке здания и интегрирован в систему вентиляции. Летом тепло из геотермального контура смешивается с теплом окружающего воздуха опять-таки через драйкулер, переключённый на летний режим и забирающий тепловую энергию с улицы. Таким образом, мы добиваемся второго эффекта от использования драйкулера — грунт восстанавливается более интенсивно, чем «самостоятельно» естественным путём за весь летний период.

Такая конфигурация полностью себя оправдывает, так как позволяет получать более дешёвую горячую воду за счёт увеличения теплового коэффициента преобразования (Coefficient of Performance), характеризующего отношение мощности обогрева к потребляемой мощности при высокой температуре источника. По нашим расчётам, стоимость горячего водоснабжения получается в два раза ниже по сравнению с соседним домом. Тепловой насос включается в момент водоразбора и нагревает воду из сети до температуры +50 °C, а далее она догревается электрическим котлом до +60 °C.

Для управления и контроля за нашим оборудованием, где бы оно ни находилось, была создана собственная программа управления тепловыми насосами и комплексно тепловым пунктом на базе контроллеров фирмы Carel. Теперь можно через Интернет или по каналу GSM наблюдать за работой оборудования в любой точке Российской Федерации и помогать потребителю в его эксплуатации. Можно активно влиять на работу оборудования, менять регулировки, проводить диагностику. Для управляющей компании есть возможность «видеть» оборудование в режиме реального времени и получать информацию от счётчиков, фиксирующих затраты электричества на отопление и горячее водоснабжение.

Через два года эксплуатации этого дома, на основании анализа официальных платёжных документов, полученных у граждан из различных МКД в этом районе, они получили цифры, показывающие, что фактическое снижение затрат на отопление оказалось даже выше проектного.

Вывод: оптимальное применение инновационных строительных материалов и правильный подбор конфигурации комплекса тепловых насосов с рекуперацией тепла вентиляции обеспечило снижение оплаты (по сравнению с соседними домами, получающими тепло от городской котельной) на 80 %. Этот показатель наглядно демонстрирует эффективность работы тепловых насосов, а также необходимость именно комплексного подхода к энергосбережению, начиная со стадии проектирования объекта.

Рыночные проблемы

Рассмотрим проблемы рынка тепловых насосов в России за последние годы. Особую обеспокоенность вызывают невысокая работоспособность и низкая квалификация торгующих и монтажных организаций, присутствующих на рынке. Производителям тепловых насосов стоит уделять больше внимания этой проблеме. Прежде всего, надо работать с проектными организациями, тщательно подбирать монтажные компании, максимально информировать их об особенностях работы с тепловыми насосами. Это нужно для того, чтобы каждый объект, оборудованный теплонасосными установками (ТНУ), был работоспособным и контролировался производителем ТНУ в течение нескольких лет — до тех пор, пока наш рынок тепловых насосов не станет по-настоящему цивилизованным.

Как работает подобная система за рубежом? На дилера в первую очередь ложится основная нагрузка по работе с клиентом по вопросу подбора оборудования. Он работает с заказчиком, предлагает различные варианты и создаёт конфигурацию системы теплоснабжения. Затем он заказывает на заводе тепловой насос нужной модели, и, в конце концов, на него ложится весь груз ответственности за конечный результат работы. Грамотный дилер, по сути, это лицо производителя. Его квалификация может прославить производителя или, напротив, бросить тень на его репутацию. Завод отвечает за качество и гарантию теплового насоса как оборудования, а за работоспособность всего комплекса отвечает монтажная компания. Поскольку эта тема новая, то производители, которые знают все тонкости работы с тепловыми насосами, должны передавать свои знания дилерам в максимальном объёме, проводить обучение, помогать в монтаже и пусконаладке для достижения положительного результата. Правильность подбора комплекта оборудования здесь имеет ключевое значение, поскольку от сочетания различных элементов зависит работоспособность системы в комплексе. 

Может возникнуть вопрос: «К чему столь подробный рассказ?» Это обусловлено горькими примерами из практики. Ко мне обращаются многие организации и граждане с просьбой помочь исправить то, что уже установлено и не работает. А ведь это оборудование далеко не дешёвое! Когда приходишь смотреть, что за техника смонтирована, оказывается, например, что с геотермальным контуром установили водо-водяной тепловой насос. Геотермальный тепловой насос от водо-водяного, как вы понимаете, отличается конструктивно. Вроде и то, и другое — холодильная машина, но они различны по интенсивности теплосъёма. Геотермальный тепловой насос должен быть сконструирован исходя из возможности источника низкопотенциального тепла обеспечить его необходимым количеством тепловой энергии, причём на протяжении определённого срока отопительного сезона.

На отечественном рынке под видом геотермальных насосов иногда устанавливаются даже промышленные холодильники, кондиционеры. В нашу страну попадает всякое оборудование, иногда без документов, особенно из Китая. Зато самое дешёвое! Когда речь идёт о тепловых насосах, критерий «чем дешевле, тем лучше» вообще неуместен. Естественно, всё это «барахло» не работает, возникают претензии, выливающиеся в судебные и внесудебные разбирательства.

Подобные факты — а их неимоверно много — дискредитирует само понятие «тепловой насос», люди недовольны, и, естественно, гневные отзывы публикуются ими в Интернете. При этом большие деньги тратятся впустую на приобретение и монтаж заведомо непригодного оборудования! Из-за этого у нас за последние десять лет наблюдается падение спроса на тепловые насосы.

Ко всему прочему, продавцы тепловых насосов, чтобы побольше продать, порой лукавят, искажая их технические возможности. Например, агрегат определённой модели декларируется как 15-киловаттный. В его рекламном буклете указан режим работы: +7 °C — это температура источника тепла, +35 °C — температура нагретого теплоносителя. При этом тепловой коэффициент преобразования (СОР) равен 5,6. Но, если использовать этот тепловой насос под Москвой, где температура источника (грунта) близка к 0 °C, то у него будут совершенно другие показатели, а если ещё и нагрев сделать +50 °C, то уменьшится его мощность (которой в результате может не хватить даже для отопления), увеличится электропотребление, и СОР будет равен уже 2,8.

Не разбирающиеся в тонкостях покупатель или монтажная организация устанавливают этот тепловой насос на объект и, естественно, поскольку ожидаемых показателей нет, дополнительно ставят электрический котёл (если хватает электроэнергии) или заготавливают дрова. Опять негативный результат! Поэтому хочется повторить: если производители дорожат своей репутацией, они обязаны следить за каждым объектом, оснащённым их оборудованием.

Ещё одна проблема — это пресловутые «самоучки». Приведём пример: водо-водяной насос на 450 кВт в Челябинской области для отопления санатория от воды озера. Проект невероятно дорогой. Причём его много раз переделывали. Итоговая стоимость — более миллиона долларов. В тепловом насосе установили на одной линии шесть компрессоров, что с точки зрения конструкции холодильной машины в принципе недопустимо. Теплообменник-испаритель не соответствует проектной мощности. В результате ничего не работает, и исправить это «добро» невозможно. Разразился скандал. «Финита ля комедия», как говорится.

А вот ещё один пример. Объект в Московской области — жилой многоквартирный дом площадью около 3500 м². Здесь установлены 16 компрессоров от холодильных витрин, покрытые льдом и снегом, и некая бочка, опутанная медными трубочками, плюс что-то похожее на щит управления с торчащими в разные стороны проводами. При создании этого технического «шедевра» её авторы явно пренебрегли действующими нормативными актами в сфере проектирования и производства оборудования подобного уровня. В явном виде нарушен ГОСТ Р 12.2.142–99 «Системы холодильные холодопроизводительностью свыше 3,0 кВт»: отсутствует запорная и предохранительная арматура, автоматика безопасности. Электрооборудование не соответствует нормам Правил устройства электроустановок (ПУЭ), правилам пожарной безопасности и представляет явную опасность для обслуживающего персонала. Пусковые конденсаторы не имеют стационарных мест крепления и просто валяются рядом с компрессорами, подверженные воздействию влаги от конденсата. Система защиты, автоматизации и управления оборудованием вызывает много вопросов, кроме пусковых реле и простейших автоматов класса С другая защита от перегрузок и аварийных режимов не предусмотрена, что может привести к разрыву трубопроводов и травмам персонала. Незакреплённые компрессоры держатся на тоненьких медных трубах, что является нарушением и опять же может привести к травмированию персонала и порче всей системы в целом при аварийной ситуации. Данное оборудование как минимум опасно для использования. Эксплуатация в таком виде по действующим правилам недопустима!

В данном случае речь идёт уже об административной ответственности. Продавцы квартир утверждают, что эта конструкция является «ноу-хау» и способна отапливать 3500 м² жилья с копеечной платой за коммунальные услуги. Люди верят, покупают квартиры, а потом получают огромные счета за отопление электрокотлами, которыми объект фактически отапливается на самом деле, и опять формируется негативный имидж тепловых насосов.

Некоторые компании увлекаются излишним применением технологий прямого испарения. В качестве теплосборных элементов они используют медные трубки, помещённые в грунт на глубину, доходящую до 30 м! При этом игнорируется общеизвестные в холодильной технике проблемы с подъёмом масла и масляным голоданием компрессора. Масло, которое попадает вместе с фреоном на глубину 30 м, там и остаётся. За неделю работы перемораживается земля, и система останавливается. За это время автор «творения» успевает подписать приёмосдаточный акт на выполненные работы, получить свои деньги и «смыться». Включаются предусмотрительно установленные электрокотлы. Вот и всё энергосбережение! Но зато получается «дешёвый» теплосбор. Вместо того, чтобы бурить нормальные скважины, создавать проверенную и надёжную гидравлическую систему, таким вот нехитрым способом некоторые игроки рынка пытаются конкурировать с добросовестными монтажными организациями.

Я беседовал с представителем Европейской ассоциации тепловых насосов (European Heat Pump Association, EHPA) по поводу этой технологии «прямого испарения». Им были высказаны те же самые сомнения о возможности её массового применения. Данная технология имеет право на применение только в особых случаях, когда это обосновано расчётами и проектом. В Европе уже давно от неё отказались, а в нашем суровом российском климате, при котором требуется длительная «щадящая» нагрузка на грунт, она вообще неприменима.

"Хромой» сервис"

Большая проблема — это сервисное обслуживание. Продавцы, производители, монтажники в большинстве случаев оставляют своё оборудование без дальнейшего сервиса. Продали, получили деньги, а дальше «хоть потоп». На нынешнем этапе развития российского рынка тепловых насосов сервис — это ответственность всех участников процесса, особенно производителя (пока). Очень много обращений из всех регионов Российской Федерации с просьбой помочь исправить содеянное кем-то. Только порой помочь-то уже и нечем. Даже на больших многоквартирных домах, которые строятся по государственным и муниципальным программам, таких примеров масса. Они есть в городах Бийске и Ангарске, на Дальнем Востоке, на Камчатке, в Дагестане.

Причём главное, что в случаях, когда оборудование по какой-либо причине перестаёт работать, управляющая компания, как правило, не хочет даже разбираться. Появляются «добрые дяди» из местных теплосетей и предлагают жильцам МКД подписать заявление о подведении теплотрассы от местной котельной. И в итоге так и происходит: «теплосети» подводят теплотрассу, граждане платят по местным тарифам, причём и зимой, и летом. Вот и вся экономия. А тепловые насосы, как впрочем, и все энергосберегающие технологии, начинают хором ругать в СМИ, как в региональных, так и в федеральных. Появляются публикации о том, что тепловые насосы в РФ вообще не работают. Подобные заявления приходится слышать даже на больших форумах и конференциях.

Это позор, это наш с вами позор! С этим надо что-то делать. Даже руководство города Москвы, например, в Троицком и Новомосковском административных округах (ТиНАО), и слышать ничего не хочет о тепловых насосах, вообще ни в каком виде. Потому что на их территории есть объект — малоэтажный посёлок, где установлено 30 геотермальных тепловых насосов. Из-за отсутствия управляющей компании, сервиса и элементарного обучения со стороны производителя посторонние люди перенастраивали и издевались над этими тепловыми насосами, загоняли в режимы выше их возможностей, перемораживали грунт, и все они вышли из строя (прежде всего компрессоры). Людям продавали энергоэффективное жильё, обещая экономию на текущих платежах за коммунальные услуги, а в результате они платят за отопление и горячую воду огромные деньги, поскольку обогреваются электричеством! В результате это место уже назвали «кладбищем тепловых насосов».

Бывают случаи, когда в погоне за показной энергоэффективностью бездумно оснащают объекты всеми видами энергосберегающего оборудования. Например, в Рязанской области есть МКД площадью 650 м2, построенный по губернаторской программе расселения ветхого жилья, в котором установлен высокотемпературный тепловой насос мощностью 22 кВт для работы только осенью и весной. Кроме того, там ещё установлено целое поле солнечных коллекторов и солнечных батарей. Только ветряка не хватает. И в итоге не работает ничего. Солнечные вакуумные коллекторы, предназначенные для системы ГВС, летом взрываются от отсутствия циркуляции и достаточной нагрузки, а зимой от них нет никакого толка, так как тепла от них недостаточно для приготовления горячей воды. Солнечные батареи накапливают электроэнергию в аккумуляторах, и она никуда не расходуется.

Кроме того, всё это зимой надо чистить от снега. Тепловой насос, рассчитанный на переходные сезоны и работу при плюсовой температуре, не включается, потому что рядом с домом (впритык) стоит газовая котельная. Её запуск и выключение оформляется обычно актом, но никому не хочется этим заниматься по нескольку раз за зиму для того, чтобы включить вместо неё тепловой насос. Это частная котельная, и жильцы дома платят за тепло по местным тарифам. А дом формально называется энергоэффективным и установленное оборудование — энергосберегающим. Просто насмешка. Было много публикаций на эту тему — из-за того, что граждане, проживавшие ранее буквально в бараках, платили за тепло меньше, чем в этом «энергоэффективном» доме. В данном случае, конечно, это вина проектной и монтажной организаций, которые это всё создали. Несмотря на наши многократные предложения исправить содеянное на этом объекте, наша инициатива не нашла отклика ни в областном Минстрое, ни тем более в проектном институте, потому что никому это не нужно, кроме нас и несчастных жителей энергоэффективного дома. Монтажники же вместе с обещанным сервисом скрылись в неизвестном направлении.

Итого, несмотря на всю красочную рекламу, которую наши производители, продавцы и монтажники дают в Интернете (она просто вся набита чудесами о тепловых насосах), «сарафанное радио» работает жёстко и безжалостно. И оно, к сожалению, в большинстве случаев даёт самые плохие отзывы о тепловых насосах.

Немного оптимистических строк.

Всё перечисленное выше, к счастью, не что иное, как «болезни роста». За рубежом было нечто похожее. Развитие технологий геотермальных насосов началось в Европе в 1973–1978 годах, когда в результате кризиса на Ближнем Востоке энергоносители стали очень дороги, и крупнейшие потребители нефти Европа и США начали искать пути экономии энергоресурсов. Вначале малая геотермальная энергетика была доступна только состоятельной прослойке населения, но год от года инженеры искали возможности для снижения себестоимости техники. Оборудование тогда было пока ещё несовершенным, качество низким, и распространение тепловых насосов замедлилось. Были и претензии от потребителей, и судебные разбирательства, и банкротства фирм. Волна увлечения тепловыми насосами схлынула, когда углеводороды стали дешеветь. Но позже, уже в 1990-х годах, когда энергоносители опять подросли в цене, и люди осознали, что они загрязняют окружающую среду, эта технология стала опять востребованной. В Европе появилась Ассоциация тепловых насосов, была организована специальная лаборатория, которая проверяет на добровольной основе продукцию каждого производителя на предмет соответствия его оборудования паспортным характеристикам. Выдаётся соответствующий сертификат, и потребитель теперь уверен, что приобретаемый им, например, геотермальный или водо-водяной тепловой насос является именно таковым, а отнюдь не промышленным холодильником или чиллером.

Конечно, сегодня необходимо разрабатывать новые стандарты по тепловым насосам. Помимо того ГОСТа, который существует (как перевод с немецкого), надо создавать отечественные, более подробные и современные стандарты, нормативы и правила. В их отсутствие иногда даже трудно привлечь к ответственности недобросовестных продавцов или установщиков, которые не понимают, что тепловой насос — это не бытовой холодильник.

Всё вышесказанное приводит к выводу, что нужно действовать и как можно быстрее.

Например, в качестве одного из методов дисциплинирования участников рынка можно использовать формирование «чёрного списка» недобросовестных установщиков, производителей или монтажных организаций. Кроме того, необходимо обратиться в Правительство РФ с предложением о необходимости создания современной нормативной базы для тепловых насосов, разработки методики стимулирования потребителей и производителей тепловых насосов как энергосберегающего, экологичного источника теплоснабжения. В качестве стимулирования можно применять повсеместно скидку на тариф электроэнергии, если дом отапливается тепловыми насосами, аналогично применяемой для зданий с электроплитами или с отоплением на основе электронагревателей. С учётом того, что Министерство энергетики согласилось с тем, что тепловой насос является электрическим нагревательным прибором, можно было бы внести изменение в законодательство, которое позволило бы и мелким потребителям электричества для тепловых насосов, в том числе частникам, понизить тариф на 30 % в соответствии с законом.

Также необходимо разработать нормативную базу для буровых работ по геотермальному контуру. Создавая геотермальное поле, мы всё время находимся на грани соблюдения требований Закона о недрах. Да, существует мнение, что можно бурить водоносный известняк, и это, мол, недорого. Но дело тут не в цене вопроса, а в том, что на это нет разрешения. Особенно это касается случаев, когда некоторые монтажные организации создают системы, отбирающие тепло из воды артезианской скважины, поднимая воду наверх, а потом сливают её тоже в скважину, но в другой горизонт. Это точно криминальный случай.

Несколько лет назад для получения разрешения на геотермальное бурение с замкнутым контуром нам удалось получить письмо от Мособлэкспертизы о том, что они не возражают против бурения для установки геозондов, если это не нарушает Закон о недрах и Градостроительный Кодекс. Конечно, этот вопрос крайне важен, и решать его надо на государственном уровне. Необходимо законодательно упростить получение разрешения на бурение для зондов до водоносного слоя.

Тепловой насос: сплошные преимущества!

Тепловой насос: сплошные преимущества!

Тепловые насосы считаются универсальным видом оборудования. Их основными составляющими являются кондиционер, источник горячего водоснабжения и отопительный котел, и на базе такого оборудования насосы дают своим владельцам уникальную возможность отапливать помещения и нагревать воду при помощи возобновляемой низкотемпературной энергии окружающей среды. При этом тепловой насос может «выкачать» из различных источников до 80% тепла, используя рассеянную солнечную энергию.

Помимо уникальной технологии работы, тепловые насосы обладают целым рядом важных преимуществ. И увидеть их могут даже те, кто не слишком хорошо разбирается в этом оборудовании.

 

Преимущество № 1: прекрасная эргономика

Режим работы теплового насоса максимально прост. Перенося рассеянное тепло из внешней среды, эта техника обогревает любое помещение, и это является просто уникальной возможностью быстро получить нужную температуру, не допустив при этом каких-либо высоких затрат. КПД от работы насоса в такой ситуации намного превзойдет 100%, и зачастую этот показатель достигает 300-800%.

Еще один важный аспект – тепловой насос может использовать любой теплоноситель. Это может быть рассол или вода, которым достаточно нескольких градусов тепла из окружающей среды: пройдя через теплообменник (испаритель), теплоноситель отдаст максимум тепла, которое будет очень экономичным.

При этом конструкция теплового насоса очень проста. Он состоит из:

  •     Теплообменника (испарителя), который принимает теплоноситель и отдает тепло.
  •     Внутреннего контура, заполненного хладагентом, который принимает тепло: в этот момент хладагент, имеющий низкую температуру кипения, соприкасается с испарителем и меняет свое состояние с жидкого на газообразное (давление при этом очень низкое, а температура не превышает 5 градусов).
  •     Компрессора, в который поступает газообразный хладагент, впоследствии сжимающийся (давление при этом становится высоким, а температура также повышается).
  •     Второго теплообменника (конденсатора), в котором происходит теплообмен между теплоносителем и горячим газом: хладагент поставляет свое тепло в отопительную систему дома, снова охлаждается и меняет состояние с газообразного на жидкое; нагретый же теплоноситель тем временем поступает к отопительному оборудованию.

 

Основные качества теплового насоса

Среди них также можно выделить сплошные преимущества. Такое оборудование является:

    сверхэкономичным – тепловые насосы потребляют очень мало электроэнергии, что обусловлено упомянутым высоким КПД, позволяя на 1 кВт затраченной энергии получать 3-8 кВт тепла или до 2,5 кВт холода;

    безвредными для здоровья человека – такое оборудование работает по экологически чистым технологиям, создавая максимально благоприятные условия и для людей, находящихся в помещении, и для окружающей среды, причем тепловые насосы дают возможность сохранять невозобновляемые энергоресурсы и защищать экологию разными путями, включая и сокращение выбросов СО2;

    эффективным – теплонасосные установки, работая на низкокипящем веществе и осуществляя обратный термодинамический цикл, забирают низкопотенциальную возобновляемую энергию из окружающей среды, тем самым повышая ее потенциал до очень высокого уровня, который идеален для эффективного теплоснабжения (при этом затрачивается в 1,5-2 раза меньше первичной энергии, нежели при непосредственном сжигании топлива);

    безопасным – в тепловых насосах нет открытого огня, они не выделяют сажи, не имеют выхлопа, не дают запаха солярки, а кроме того, в них исключены разлив мазута и утечка газа (пользователю же при этом не нужно создавать пожароопасных хранилища для дров, угля, солярки или мазута);

   надежным – в теплонасосных установках есть минимум подвижных частей, и каждая имеет высокий ресурс работы, не завися от поставок топочного материала и его качества, причем каждая деталь защищена от перебоев электроэнергии;

    удобным – такой прибор почти не требует обслуживания, бесперебойно служа 15-25 лет;

    комфортным – оборудование работает практически бесшумно, и независимо от погодных условий мультизональный климат-контроль и погодозависимая система автоматики создают максимум комфорта в любом помещении;

   очень гибким – теплонасосные установки можно совмещать с любыми системами отопления, а их превосходный дизайн позволит вписать оборудование в любой интерьер;

    универсальным – тепловой насос может использовать любую энергию – тепловую или электрическую, имея при этом большой диапазон мощности;

    широко используемым – теплонасосные установки можно применять в любых сферах, причем их превосходные преимущества позволяют решать вопросы теплоснабжения даже на объектах, находящихся вдали от любых коммуникаций, включая коттеджные поселки, объекты, расположенные на трассах, фермы и др.

 

Востребованы везде!

Благодаря превосходным качествам тепловые насосы сегодня широко используются во всем мире. Их количество измеряется десятками миллионов единиц, и предпочтение такому оборудованию уже отдали жители Японии, США, Европы.



При этом в каждой стране такое оборудование производится с учетом особенностей местного рынка:

  •     В Японии и США особенно популярными являются теплонасосные установки типа воздух-воздух, которые служат для кондиционирования воздуха летом и отопления зимой. 
  •     В Европе используются тепловые насосы типа вода-вода или вода-воздух, которые эффективно справляются с созданием оптимального уровня температуры в условиях достаточно мягкого климата, среднегодовая наружная температура в котором является плюсовой.


При этом в Европе, а также в некоторых странах Юго-восточной Азии фиксируются высокие цены на топливо, поэтому тепловые насосы для потребителей являются очень выгодными. А целевые государственные программы позволяют эффективно развивать это направление климатического рынка.

Учитывая это, в США такое оборудование выпускают более 60 компаний, а  Японии ежегодно на рынок поставляется свыше 500 тыс. тепловых насосов. В Европе показатели скромнее, но в одной только Германии каждый год в эксплуатацию вводится более 5 тыс. единиц оборудования, а в Швеции только к 2000 году их стало более 110 тыс., причем в этой стране отдают предпочтение крупным теплонасосным установкам, мощность которых составляет 100 мВт и более. Самая мощная установка на 320 мВт работает сегодня в Стокгольме. 

В России тепловые насосы используются иначе. Эта страна отличается суровым климатом, когда средняя температура даже теплой зимой остается отрицательной, и это заставляет пользователей предъявлять достаточно высокие требования к оборудованию такого типа. В частности, россиянам требуется:

  •     более высокая мощность тепловых насосов (от 5 и до 1000 кВт),
  •     решение проблемы теплосъема, поскольку теплоотдача любой среды (воздуха, воды, грунта) ограничена и всегда не достаточно велика,
  •     более ощутимых экономических выгод – в России цена на газ занижена, поэтому экономичность теплонасосных установок здесь не так заметна, а отсутствие культуры экономии электроэнергии и ее бережного потребления только усугубляет проблему,
  •     собственное производство – в России не производят своих тепловых насосов, поскольку государство не разрабатывает целевых программ, способных поддержать этот вид бизнеса.

В то же время потребности в таком оборудовании у россиян стабильно остаются высокими. И в России такое оборудование распределяется так:

  •     насосы мощностью до 10 кВт используются в домах с площадью до 100 кв. м,
  •     оборудование мощностью до 100 кВт служит для отопления больниц, типовых школ и административных зданий,
  •     теплонасосные установки мощность до 1 тыс. кВт предназначены для очень крупных предприятий, на которых необходимо решать задачу возврата тепловых отходов или использовать горячие источники.


В любом случае монтаж таких установок в условиях России стоит как минимум 300 долларов за 1 кВт мощности. Окупается такое оборудование за 2-4 года, однако продолжительность этого срока напрямую зависит от стоимости топлива и особенностей погоды каждого региона.

Впрочем, в будущем перспективы теплонасосных установок в СНГ будут огромными. При вводе в эксплуатацию 100 тыс. единиц такого оборудования с суммарной мощностью до 2 гВт можно будет как минимум на 15 лет обеспечить теплом 10 млн человек. Соответственно, в будущем превосходные преимущества такого оборудования позволят добиться объемов продаж на уровне 500 млн единиц техники ежегодно.

Тепловые насосы геотермальные большой мощности Россия

Тепловые насосы геотермальные Россия

Модульные тепловые насосы большой мощности

  • Полугерметичный винтовой компрессор;
  • Система управления PLC — многоуровневое регулирование энергии;
  • Интеллектуальное микрокомпьютерное управление и большой LCD-дисплей;
  • Оборудование обладает функции рекуперации тепла, с мощностью превышающей 30%;
  • Современный испаритель высокой эффективности и надежности;
  • Современный электронный расширительный клапан;
  • Двойные компрессоры огромной мощности.
Модель  Мощность охлаждения, кВт Мощность нагрева , кВт Хладагент
290-1М 338 343 R134a
350-1М 400 408 R134a
380-1М 441 450 R134a
460-1М 525 532 R134a
530-1М 606 614 R134a
590-1М 682 688 R134a
690-1М 794 800 R134a
810-1М 931 939 R134a
910-1М 1050 1058 R134a

 

Модульный водяной тепловой насос

  • Опционные хладагенты R410A, R407C и R22 удовлетворяют потребности в горячей воде с высокой температурой;
  • Модульная технология позволяет регулировать используемое оборудование в соответствие с фактической нагрузкой;
  • Интеллектуальное микрокомпьютерное управление и большой LCD дисплей с дружественным интерфейсом упрощает взаимодействие с системой;
  • Реализуется дистанционное управление посредством сети Интернет или телефонной связи;
  • Легкое переключение на режим отопления или нагрева в контурах воды/хладагента;
  • Оборудование обладает функции рекуперации тепла, с мощностью превышающей 30%.
Модель  Мощность охлаждения, кВт Мощность нагрева , кВт Хладагент
60W2 73 77 R410a
120W4 146 155 R410a
180W6 219 232 R410a
240W8 293 310 R410a
90W3 110 116 R410a
180W6 219 232 R410a
270W9 329 348 R410a
360W16 439 464 R410a
120W4 146 155 R410a
240W8 293 310 R410a
360W12 439 464 R410a
480W16 585 619 R410a

 

Геотермальный тепловой насос с винтовым компрессором

  • Опционные хладагенты R410A, R407C и R22 удовлетворяют потребности в горячей воде с высокой температурой;
  • Модульная технология позволяет регулировать используемое оборудование в соответствие с фактической нагрузкой;
  • Интеллектуальное микрокомпьютерное управление и большой LCD дисплей с дружественным интерфейсом упрощает взаимодействие с системой;
  • Реализуется дистанционное управление посредством сети Интернет или телефонной связи;
  • Легкое переключение на режим отопления или нагрева в контурах воды/хладагента;
  • Оборудование обладает функции рекуперации тепла, с мощностью превышающей 30%.
Модель  Мощность охлаждения, кВт Мощность нагрева , кВт Хладагент
100-1 116,3 96,6 R134a
150-1 174,5 141,2 R134a
200-1 232,4 189,1 R134a
250-1 290,5 233,7 R134a
320-1 371,9 284,6 R134a
380-1 443,1 329,6 R134a
420-1 488,1 376,6 R134a
450-1 523 419,8 R134a
510-1 592,6 467,2 R134a
560-1 653,8 611,1 R134a
700-1 813,2 662,1 R134a

Требования к котельной

Требования к котельной в частном доме: какие нюансы необходимо обязательно учитывать

Требования к котельной в частном доме разработаны не на пустом месте и не для осложнения жизни хозяев. Наоборот, их главная цель – обеспечение всесторонней безопасности и удобства эксплуатации отопительных агрегатов.

Требования к котельной в частном доме
Требования к котельной в частном доме

При возведении частного дома, а точнее, еще на стадии предварительного проектирования, необходимо заранее продумать местонахождение котла отопления. Варианты возможны разные котел может быть установлен на кухне или в коридоре, для него будет отведено отдельное помещение в доме или же для этого будет делаться отдельная пристройка. Какое бы решение ни было принято, обустройство этого помещения должно отвечать определенным требованиям, установленным строительными нормами и правилами.

Проект котельной

Самостоятельно проектировать котельную незачем и браться – это дело специалистов. Учитывая все необходимые параметры, ими составляется проект установки оборудования в том или ином помещении. Если планирующая документация составляется квалифицированными специалистами, то такой проект будет проще согласовать в специализированных организациях.

При составлении проекта котельной учитывается немало критериев
При составлении проекта котельной учитывается немало критериев

Для проектирования необходимо собрать данные, которые предусмотрены общими правилами СНиП 2.04.0887*. Конкретно к таких исходным параметрам относятся:

— мощность отопительного агрегата;

— вид топлива, который будет использован для отопления;

— размер и план помещения, отведенного для установки оборудования;

— общая площадь дома и местонахождение в нем жилых и других помещений;

— общий план первого этажа, на котором будет размещена котельная (при таком ее размещении)

Общий план цокольной части дома с выделенным для котельной помещением
Общий план цокольной части дома с выделенным для котельной помещением

— материал, из которого построен дом и котельная, если она расположена в пристройке – (этот вариант – наиболее желателен для установки котла в частном доме).

Отопительный котел

Все, что касается котельных установок, оговорено в правилах СНиП II-3576, так как для отопления может использоваться, как газовый, так и твердотопливный котел

Газовый котел

Газовые котлы распространены больше прежде всего – потому, что «голубое топливо» если к дому проложена магистраль, обходится значительно дешевле всех других видов теплоносителей. Да и удобств в повседневной эксплуатации – намного больше.

Газовые котлы используются чаще - по причине более дешевого топлива и по удобству в работе
Газовые котлы используются чаще — по причине более дешевого топлива и по удобству в работе
  • Если отопительный агрегат обладает мощностью до 150 кВт, то для него обязательно предусматривается отдельное помещение.  При выборе газового котла, имеющего мощность, которая превышает  150 кВт, согласно правилам, нужно обязательно возвести отдельное строение или пристройку к дому. Эта пристройка может иметь общую стену только с нежилыми помещениями, такими, к примеру, как гараж, кладовая, мастерская или санузел.
  • Для установки агрегата необходимо устроить надежный отдельный фундамент или иметь в котельной надежный и прочный бетонированный пол.
  • В помещение необходимо провести воду для подпитки системы, в которой она периодически нуждается.
  • Кроме поступления воды в помещение, нужно обязательно иметь подведенную трубу канализации, куда, при необходимости, будет сливаться вода из отопительной системы.
  • Учитывая наличие в помещении воды, оно должно быть достаточно хорошо утеплено, чтобы в критической ситуации, при пиковых зимних морозах, не начался процесс замерзания труб.
  • Высота потолков комнаты — котельной должна быть предусмотрена не менее, чем 2,5 ÷ 2,6 метров.
  • Объем помещения, предназначенного для котельной, не должен составлять менее 15 м³.
  • В пристройке необходимо организовать не только электрическое освещение, но и естественное. Расчет последнего производится в зависимости от объема комнаты. Так, для одного кубического метра помещения необходимо остекление размером в 0,03 м²., а значит, для минимальных. 15 м³ площадь окна будет составлять 0,45 м².
  • Стены пристройки должны быть возведены их материала, имеющего по результатам испытаний предел огнестойкости не менее 0,75 часа.  Нулевому значению должен равняться коэффициент распространения пламени по поверхностям от возможного возгорания.
  • Вентиляция и кондиционирование устраивается согласно правилам СНиП 2.04.0591. Главное условие – вентиляция должна составлять не менее трехкратной замены воздуха в помещении за один час.
  • Для этого в установленном окне должна быть устроена форточка, а под входной с улицы дверью оставляется зазор размером в 0,025 м². или же делаетс оядом с ней вентиляционной окошко, забранное сеткой, такой же площади.
  • Котельная, устраиваемая в пристройке, имеющей общую стену с домом, может иметь две двери на улицу, открывающаяся наружу и в помещение дома. Дверь, ведущая в дом, должна быть изготовлена из жаростойкого материала, и иметь высокий класс безопасности от пожара.
  • Если установлен котел, работающий на сжиженном газе, категорически запрещается хранение баллонов с топливом в котельной. Для баллонов устраивают отдельное помещение, откуда проводится магистраль, по которой топливо поступает в отопительный агрегат.

Газовый котел может быть установлен и на кухне, но все равно, как и при установке в котельной, для его монтажа в этом помещении нужно выполнить ряд требований СНиП.


Компактный газовый котел может быть установлен и на кухне
Компактный газовый котел может быть установлен и на кухне
  • Мощность малогабаритного агрегата не должна превышать 30 кВт.
  • Высота потолка в кухонном помещении не может быть менее, чем 2,2 ÷ 2,3 метра.
  • Такой котел подходит для размещения на кухне только в том случае, если ее площадь не менее 15 м².
  • Даже если для котла оборудован коаксиальный дымоход, а сам агрегат оснащен закрытой горелкой, помещение кухни должно быть оборудовано дополнительной принудительной вентиляцией.
  • Котел устанавливается или подвешивается на кронштейны на внешнюю стену здания, которая должна быть выстроена из негорючих материалов или, в крайнем случае, облицована жаростойкой панелью.
  • Площадь окна кухни должна быть равна не менее одной трети площади помещения.

Отопление. Петля Тихельмана

Петля Тихельмана или попутная сисема отопления. Сложности и заблуждения.

Сложность

Дело в том, что 10 радиаторов на этаже — это очень большой дом, и вам нужно будет для себя решить, готовы ли вы к тому, чтобы в таком большом доме, сделать систему отопления самостоятельно. Перед вами будет стоять выбор: или вы делаете попутку, или вы приглашаете специалистов для того, чтобы вам эту попутку сделали, или предложили какое-то другое решение. Большой дом — большие проблемы. Когда у вас в доме на первом этаже 4-5 радиаторов, то с попуткой, как я говорил, затеваться нет смысла, и сделать так, чтобы они работали, вам будет сложно. А когда радиаторов 10, особенно, когда есть полууровни, есть большая разница между мощностями радиаторов, между расстоянием между ними, здесь уже не все так просто, и я бы вам рекомендовал не отваживаться на самостоятельное изготовление этой системы.

Если на этаже планируется 10 радиаторов, то мы рекомендуем не пытаться делать систему самостоятельное

Если вы все-таки решились, то на что вам нужно обратить внимание? Не всегда у вас получается провести трубу по периметру дома. Дело в том, что в доме бывают двери, выходы на балкон, на террасу, в зимний сад, куда угодно, бывают окна в пол, и мы не можем провести трубу мимо этих окон, дверей, и нам нужно возвращать ее обратно тем же путем, откуда пришла подача. Обратка проходит туда же. И у нас есть участки, на которых не две трубы, а три. Иногда петлю Тихельмана называют трехтрубкой. Если у вас нет возможности провести трубы вокруг периметра дома полностью, то с попуткой лучше не связываться, это глупо, она становится дорогая и громоздкая.

Попутка, при всех ее достоинствах, не самая лучшая система, которую можно выбрать для своего дома. Во-первых, она дорогая, и для малого количества радиаторов она совсем не нужна; во-вторых, конструктивно бывает невозможно сделать полноценную попутку вокруг дома.

Заблуждения о попутных системах

Теперь о заблуждениях, которые существуют в отношении попутки у специалистов, и как эти заблуждения переносятся на неспециалистов. Часто задают вопрос — почему в попутке средний радиатор холодный. Ответ однозначный — не бывает в попутке среднего радиатора холодного. По крайней мере, в той попутке, которую вы будете делать в своем доме. Возможно, что условия для того, чтобы средний радиатор был холодный, могут быть созданы, если у вас попутка сильно разветвленная, многоуровневая, и когда между радиаторами существуют участки с разным гидравлическим сопротивлением, у вас радиаторы с очень разной мощностью, и диаметры труб, соответственно, разные.

Радиатор в системе отопления "петля Тихельмана"

Не бывает разных протоков в радиаторах, которые находятся в одной системе на одной статической высоте. У нас есть насос, который создает некое давление. Обозначим его условно цифрой 10. Как только насос включился, после себя он создаст такое давление. Одновременно с этим он перед собой создаст такое же разрежение. Что будет происходить с избыточным давлением? Возле насоса будет 10 единиц, когда давление дойдет до первого радиатора, оно потеряет условно одну единицу на преодоление сопротивления следующего участка. Дальше оно потеряет еще одну единицу, еще, еще и так далее, и на пятом радиаторе будет избыточное давление уже не 9, а 5 единиц. То же самое происходит у нас и с разрежением. Перед самим насосам у нас –10 условных единиц, на преодоление следующего участка у нас уйдет единица, и так далее, и на последнем радиаторе будет всего 5 единиц. Не может быть радиатор холодный средний ни в какой системе, которую вы будете делать у себя одинаковой трубой при приблизительно одинаковых мощностях радиаторов. Все радиаторы в попутке работают одинаково.

Заблуждение в отношении петли Тихельмана

Многие считают, что балансировочные краны на этой системе не нужны на радиаторах. На первый взгляд, все логично. Радиаторы гидравлические, что там балансировать? Но нет. Балансировочные краны ставить надо, и вот почему. Они были бы не нужны, если бы у нас в системе стояли радиаторы одинаковой мощности. И если у вас так получиться, что 10 радиаторов все будут одинаковые, пожалуйста, можете поставить шаровые краны и ни о чем больше не заботиться.

Но в жизни так не бывает. У нас радиаторы, как правило, разной мощности, у нас есть котельная, в которой стоит радиатор 500 ватт, есть спальни, в которой стоит киловаттный радиатор, у нас есть зал, где радиатор может быть мощностью 4 киловатта. Потоки через эти радиаторы будут все разные. Возможно, мы обеспечим проток, который достаточен для маленького радиатора, 500-ватного, то этого протока будет недостаточно для радиатора 4-киловаттного. Протоки-то у нас все одинаковые. Радиаторы на одинаковых гидравлических условных. У них свое разное сопротивление, но оно не оказывает большого влияния.

А если мы настроим объем расхода теплоносителя по большому радиатору, через маленький будет протекать чрезмерный объем теплоносителя, это будет вызывать гидравлические шумы, убрать нам их нечем. На этом этапе обязателен балансировочный кран хотя бы на маленьких радиаторах. Но я рекомендую ставить балансировочники на все радиаторы без исключения.

Легко объяснить почему. У нас с вами в петли все радиаторы в одинаковом гидравлическом режиме, но в разном температурном режиме. Термоголовки будут закрывать по очереди радиаторы, и весь поток от насоса может оказаться направлен в один радиатор. Даже если он самый большой, то поток для него слишком большой, и нам его нечем ограничить, и радиатор будет шуметь. Если он находится в котельной или в зале, это не так страшно, а вот в спальне рядом с шумящим радиатором спать невозможно. Поэтому балансировочники на петле Тихельмана нужны.

Если вы хотите сделать свой загородный дом тёплым и уютным... или отопить любой другой объект... Вы можете оставить заявку на консультацию

P.S. Отопление для Москвы и МО, Калужской области, Тульскойобласти, Рязанской области, Владимирской области, Ярославской области, Тверской области, Смоленской области

Системы на базе тепловых насосов

Системы на базе тепловых насосовИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ

Источниками энергии для тепловых насосов являются:

1. Земля - является самым большим аккумулятором энергии из всех доступных человечеству. На глубине от 10 метров температура земли положительна и постоянна в течение года (от +5 0С для г Хабаровск)). Забор тепла земли осуществляется через теплообменники, представляющие собой коллекторы пластиковых труб с циркулирующим раствором воды или антифриза. Гарантийный срок службы такого теплообменника составляет 50 лет! Системы с тепловыми насосами и подземными теплообменниками называются геотермальным тепловым насосом.

2. Вода

  -  Грунтовая: имеет постоянную температуру (обычно +7-8 С). Если имеются близлежащие источники достаточного объема - инсталляция экономичнее земляных теплообменников. Обычно применяются один или два колодца.

  -  Стоки: промышленные, канализационные и т.п. Стоки имеют относительно высокую температуру, поэтому тепловые насосы работают с высокой эффективностью. 

  -  Вода из водоемов, рек. Петли труб также могут погружаться на дно. Такая инсталляция одна из самых экономичных.

3. Воздух. Классическими тепловыми насосами, работающими с двумя воздушными средами являются кондиционеры (воздух-воздух). Тепловые насосы (вода-воздух) переносят избыточное тепло из помещения в водяную среду. Таким образом они охлаждают помещения летом или переносят избыточное тепло из одного помещения в другое, осуществляя его обогрев. (Например из цеха пекарни в офисные помещения).


ГЕОТЕРМАЛЬНЫЙ ТЕПЛОВОЙ НАСОС

 

Никогда еще сырье для выработки энергии не было таким дефицитным ресурсом, как в XXI веке. Одна из технологий, позволяющих снизить остроту энергетического кризиса - технология геотермальных тепловых насосов (ГТН). Основана она на использовании энергии Земли, самого большого из доступных человечеству естественных аккумуляторов.

В недрах температура всегда стабильна и составляет около 5-10°С. Таким образом, в Земле сосредоточено колоссальное количество низкопотенциального тепла.

Геотермальный насос при обогреве примерно на 66 - 75% использует возобновляемую солнечную энергию, аккумулированную в земле и на 25-34% - электрическую энергию. Таким образом, он в 3 - 4 раза эффективнее оборудования на электрическом сопротивлении. ГТН также экономичны при работе в режиме охлаждения, т.к. сбрасывают избыточное тепло в землю (относительно холодную среду).

Геотермальный тепловой насос (ГТН) - это система, включающая тепловой насос, грунтовый теплообменник (обычно регистр из пластиковых труб с циркулирующей незамерзающей жидкостью) и контур распределения внутри здания. Такие системы могут иметь дополнительно водонагреватели, увлажнители и другие устройства, обеспечивающие климатические потребности всего помещения.

Системы ГТН обеспечивают полное кондиционирование - обогревают, охлаждают и регулируют влажность. Они также могут снабжать горячей водой. Одна такая установка успешно заменяет печь, водонагревательный котел и кондиционер. ГТН имеют существенные преимущества по сравнению с традиционными системами микроклимата. Область применения ГТН практически не ограничена. Существуют установки, работающие даже в вечной мерзлоте!

На рынке России ГТН - новинка, однако в развитых странах эти устройства производятся и успешно эксплуатируются уже более 30 лет. Правительства этих стран активно поощряют организации и частных пользователей.


ГРУНТОВЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ

Вы можете использовать энергию, накопленную в земле для отопления и охлаждения.

Для этого применяются различные варианты грунтовых теплообменников. Они используют естественную способность земли накапливать и возобновлять энергию. Температура под землей довольно постоянна в течение года (на глубине от 5 м изменяется в пределах нескольких градусов), поэтому тепловой насос с грунтовым теплообменником практически не зависит от колебаний температуры окружающего воздуха в отличие от воздушных кондиционеров.

Конкретная конфигурация теплообменника выбирается в зависимости от местного климата, типа почвы, требуемых нагрузок на кондиционирование и отопление.

Рассмотрим основные типы грунтовых теплообменников.

Теплообменники закрытой петли.

Петли состоят из замкнутого контура пластмассовых высокопрочных труб, устроенных горизонтально или вертикально. Жидкость, циркулирующая в петлях, обычно содержит антифриз для предотвращения замораживания. Требуется достаточная длина трубопровода, чтобы гарантировать нужную передачу тепловой энергии из земли.

ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК (ЗАКРЫТАЯ ПЕТЛЯ).

При данной системе вода/антифриз циркулирует в пластиковых трубах, вставленных в скважины, глубиной 50, 100 м (от 10 до 30 м на кВт мощности). Обычно требуется несколько скважин, расположенных в интервале 3 м с установленными трубами для достижения суммарных требований теплового обмена. Вертикальные системы наиболее подходят при ограниченном пространстве земли, при глубоком уровне подземных вод и при каменистой или скалистой почве. Гарантийный срок службы теплообменника 50 лет.

Преимущества: Требуют меньшую общую длину труб, чем большинство проектов закрытых петель; требует наименьшую энергию насоса из всех систем закрытой петли; требует наименьшей площади поверхности земли; подземная температура обычно не зависит от сезонных колебаний.

Недостатки: требуется оборудование для бурения; расходы на бурение часто выше расходов на горизонтальную траншею

ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК (ЗАКРЫТАЯ ПЕТЛЯ)

Как и в вертикальном теплообменнике вода/антифриз циркулирует по пластиковым трубам, проложенным в земле. В горизонтальной системе трубы находятся в траншеях, глубиной до 3-х метров и длиной от 7,5 до 40 м в зависимости от типа почвы. В траншею может устанавливаться до шести труб, с адекватным интервалом между ними. Трубы могут также быть спиральными, что позволяет сохранить производительность с меньшей траншей. Гарантийный срок службы теплообменника 50 лет.

Преимущества: Установка горизонтальных тепловых обменников стоит меньше, чем вертикальных, т.к. расходы на раскопку траншей обычно ниже, чем на бурение; гибкие варианты установки.

Недостатки: Требуется большая площадь земли и длина труб; несколько менее эффективна по сравнению с вертикальной и открытой системой; температура под землей на небольшой глубине зависит от сезонных колебаний

СИСТЕМА С ВОДОЕМОМ (ЗАКРЫТАЯ ПЕТЛЯ)

Система с водоемом может быть наиболее экономичной при инсталляции и работе. Как и при вертикальной и горизонтальной системах, состоит из закрепленных на дне пластиковых труб с циркулирующей водой/ антифризом. Система использует высокие теплопроводные свойства воды. При этом не требуются скважины или траншеи, что значительно уменьшает расходы на инсталляцию. Также система с водоемом практически не зависит от колебаний температуры окружающего воздуха в отличие от воздушных кондиционеров.

Преимущества: Может потребоваться наименьшая общая длина труб по сравнению с другими проектами закрытой петли; может быть наиболее дешевым проектом, если достаточно воды.

Недостатки: Требуется большой объем воды.

СИСТЕМА С КОЛОДЦАМИ (ОТКРЫТАЯ ПЕТЛЯ).

Эта система забирает воду из водоносного слоя в одном колодце, пропускает через тепловой насос, где отбирается или сбрасывается тепло, затем возвращает обратно в водоносный слой (вода сливается во второй колодец). Температура грунтовой воды постоянна (изменяется обычно в пределах одного градуса) в течение года, независимо от колебаний температуры воздуха. Поэтому тепловой насос будет работать с высокой эффективностью при любых погодных условиях. Эта система идеально подходит в случаях, когда имеются/возможны колодцы.

Преимущества: Простой проект, обычно имеет самую низкую стоимость; меньший объем бурения по сравнению с системами закрытой петли; имеют лучшие термодинамические характеристики, чем системы закрытой петли, т.к. используют доставляемую подземную воду земли с температурой лучше, чем в закрытом теплообменнике; может быть совмещена с питьевым колодцем; более низкие операционные расходы, если вода уже накачивается для других целей, например, для ирригации.

Недостатки: требуется большой поток воды; наличие воды может быть ограничено или не всегда возможно.; оборудование напрямую контактирует с грунтовыми водами на него влияет содержание жидкости (коррозийных веществ, твердых частиц и содержания бактерий); обычно требуется наибольшее количество энергии для накачки воды; могут потребоваться разрешения на скважины или возможны ограничения на использование подземных вод; сброс воды также может быть ограничен; высокие расходы на установку, если требуется другая скважина для возвращения воды.


ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

Система имеет стандартное гарантийное обслуживание от 1 до 5 лет. Устройства ГТН автономны, и требования по техническому обслуживанию ясны и не требуется новых навыков ТО.

Т.к. ГТН обычно не имеет наружных элементов, подвергающиеся различным атмосферным и иным воздействиям (исключения системы с открытой петлей), то ГТН действительно требуют меньшего ТО, чем обычные воздушные кондиционеры. 

Стандартное ТО для водо-воздушных ТН - это замена воздушного фильтра, выполняемая по мере надобности. Не требует особых навыков и сложных манипуляций. 

 В системах с закрытой петлей, подземная петля фактически не требует ТО. Циркуляционный насос требует стандартного ТО, как с любым насосом или системой с мотором, и петля с водой (закрытой системы) должна по режиму проверяться на температуру, давление, течение и концентрацию антифриза. Если нет течей, не требуется никаких дополнительных действий. 

В системах открытой петли, требуемое ТО колодца идентично любому другому водному колодцу. Система должна контролироваться по графику на температуру, давление и течение. Т.к. ТН снабжается подземной водой, теплообменники должны обследоваться на возможные засорения и образования окалины. Главным образом широко известно, что требования к общему ТО, более низкие по сравнению с альтернативными технологиями.

Описание работы теплового насоса

ТЕПЛОВОЙ НАСОС

Тепловой насос - это машина, которая способна перенести тепло из более холодной среды (воздух, земля, вода из подземных пластов, вода из открытых водоемов, вода из общей сети, промышленные стоки) в более горячую (вода, воздух и прочие) с целью отопления или охлаждения

Тепловые насосы переносят, а не вырабатывают энергию. Этим и обусловлена их существенные преимущества по сравнению с традиционными источниками тепла. Тепловые насосы представляют собой устройство для перевода низкотемпературной энергии в высокотемпературную энергию и обратно. 

Передача тепла производится рабочим телом -хладагентом (фреоном) также, как в обычном холодильнике. Электроэнергия, потребляемая тепловым насосом, тратится лишь на перемещение хладагента по системе с помощью компрессора.

Тепловые насосы (ТН) работают, перемещая тепловую энергию, в отличие от печи в которой происходит преобразование химической энергии в процессе горения. Принцип работы теплового насоса основывается на термодинамическом цикле Карно. По такому же принципу работают холодильники и кондиционеры (воздушные тепловые насосы). Охлаждение и обогрев в тепловом насосе обеспечивается компрессионным циклом, т.е. непрерывной циркуляцией, кипением и конденсацией хладагента в замкнутой системе. Кипение хладагента происходит при низком давлении и низкой температуре, а конденсация - при высоком давлении и температуре. В испарителе происходит отбор низкопотенциальной энергии у источника с относительно низкой температурой, а в конденсаторе - выделение "концентрированной" энергии в систему распределения тепла здания.

Эффективность работы ТН определяется соотношением полученной потребителем тепловой энергии к затраченной электрической и носит название коэффициент преобразования (КОП). Основными параметрами, определяющими величину КОП, являются температуры низкопотенциального источника (НИТ) и системы отопления или горячего водоснабжения (ГВС). Так, при tнит = +8°С и tотоп= +65°С КОП = 3, т. е. на один киловатт затраченной электроэнергии потребитель получит 3 кВт тепла, т. е. две единицы тепла получены от НИТ. Необходимо помнить, что при охлаждении воды на 1°С выделяется 1.163 кВт тепла. В качестве НИТ могут использоваться: грунтовые воды, речная, морская вода, вода очистных сооружений, технологические воды промышленности, а также непосредственно воздух и тепло земли.

При повышении температуры НИТ возрастает КОП, который при tнит = +40°С равен 7,8.

Тепловой насос имеет следующие основные элементы : 

1. Компрессор - всасывает парообразный хладагент, поступающий от испарителя при низкой температуре и низком давлении, производит его сжатие, повышая давление и температуру, и направляет затем к конденсатору. В зависимости от условий работы теплового насоса, давление паров хладагента на выходе компрессора может составлять 15-25 атм, а температура 70-90 0C.

2. Конденсатор представляет собой теплообменный аппарат, который передает тепловую энергию от хладагента окружающей среде. Чаще всего воде или воздуху. Тепловая энергия, передаваемая хладагентом через конденсатор, складывается из: " тепла, поглощенного испарителем холодильного контура, " тепла, вырабатываемого компрессором при сжатии хладагента. Второй рабочей средой конденсатора, помимо хладагента, может служить окружающий воздух (конденсаторы с воздушным охлаждением) или жидкость (конденсаторы с водяным охлаждением).

3. Испаритель служит для охлаждения рабочей среды - воздуха или воды, т.е. забирает энергию у низкопотенциального источника. Соответственно эти теплообменники подразделяются на испарители для охлаждения воды или жидкостей, содержащих антифриз, и для охлаждения воздуха.

4. Вентилятор обеспечивает обдув воздухом конденсатора и испарителя.

5. Регулятор потока служит для дозированной подачи жидкого хладагента из области высокого давления (от конденсатора) в область низкого давления (к испарителю).

6. Четырехходовый (реверсивный) клапан переключает направление потоков хладагента для изменения работы машины с режима обогрева на охлаждение и обратно.


КОМПРЕССИОННЫЙ ЦИКЛ

Принципиальная схема обогрева и охлаждения показана на рисунке

Рисунок - Схема компрессионного цикла теплового насоса

Начнем рассмотрение работы цикла с выхода испарителя (участок 1)- Здесь хладагент находится в парообразном состоянии, с низким давлением и температурой. Парообразный хладагент всасывается компрессором, который повышает его давление до 15-25 атм. и температуру до 70-900С (участок 2-2).

Далее в конденсаторе горячий парообразный хладагент охлаждается и конденсируется, т.е. переходит в жидкую фазу. При этом тепло передается в воду или воздух и идет на обогрев помещений.

На выходе из конденсатора (точка 3) хладагент находится в жидком состоянии при высоком давлении. Затем хладагент в жидкой фазе при высокой температуре и давлении поступает в регулятор потока, где давление смеси резко уменьшается, часть жидкости при этом может испариться, переходя в парообразную фазу.

Таким образом, в испаритель попадает смесь пара и жидкости. (точка 4). Жидкость кипит в испарителе, отбирая тепло от окружающей среды (источника тепла), и вновь переходит в парообразное состояние. Перегретый пар выходит из испарителя (точка 1) и цикл возобновляется.

Таким образом, хладагент постоянно циркулирует по замкнутому кругу, меняя свое агрегатное состояние с жидкого на парообразное и наоборот. В испарителе происходит отбор низкопотенциальной энергии у источника с относительно низкой температурой, а в конденсаторе - выделение "концентрированной" энергии в систему распределения тепла здания.


ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ

Системы на базе тепловых насосов (ТН) главным образом применяются для систем отопления и воздушного кондиционирования, но также могут использоваться для любого охлаждения.

Решение о применении ТН основано на принципе экономии. Большинство систем обогрева и кондиционирования могут быть спроектированы с использованием ТН.

Системы с тепловыми насосами могут устанавливаться: в коттеджах, административных и промышленных зданиях и т.п.

Данные системы работают в любых климатических зонах, включая даже вечную мерзлоту.

Ниже обозначены лучшие условия применения ТН.

1 Систему с ТН наиболее экономично устанавливать в новом здании. Т.к. технологию относительно легко внедрять, также можно экономично заменить существующую систему при ее износе.

2 В климатах с холодными зимами или жаркими сезонами ТН на водном источнике может работать намного эффективнее, чем воздушные тепловые насосы или другие системы воздушного кондиционирования. ТН также значительно эффективнее других электрических тепловых систем, и в зависимости от стоимости топлива, могут быть экономичнее других систем обогрева.

3 В климатах с высокими перепадами дневных температур, ТН  показывает превосходную эффективность.

4 На территориях, где натуральный газ недоступен или где его стоимость или другого топлива приближается к стоимости электричества, ТН экономически выгодны. Они функционируют с коэффициентом выработки от 3 до 4,5 по сравнению с традиционными - 80 - 90%. Поэтому, когда стоимость электричества (за кВт) менее, чем в 3,5 раза превосходит стоимость традиционного теплового топлива (за кВт), то система с ТН имеет более низкую энергетическую стоимость.

5 В зданиях с многочисленными контролируемыми температурными зонами или при выгодности индивидуальной регулируемой нагрузки, ТН предлагают значительные возможности для индивидуального температурного контроля, т.к. они удачно спроектированы для использования многочисленных унитарных систем.

6 На территориях с невысокими расходами на бурение могут быть особенно привлекательными геотермальные системы с вертикальным грунтовым теплообменником.

7 В местах с высокой влажностью почвы и высоким уровнем грунтовых вод, размер подземной соединенной системы уменьшен, что приводит к общей экономии.

Что хорошего в тепловых насосах

ПРЕИМУЩЕСТВА ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ

Около 100,000 ГТН функционируют в частном и общественном секторах в США, большинство из этих систем установлены для индивидуальных потребителей.

Опыт применения доказал следующие преимущества систем ГТН по сравнению с традиционными системами отопления и кондиционирования.

1.  Экономичность. Ежегодные расходы на отопление в 4 - 6 раз меньше по сравнению с традиционными котлами и печами. Так, при подводе к тепловому насосу, например, 1 кВт электроэнергии, в зависимости от режима работы и условий эксплуатации, производит до 3 - 4 кВт тепловой энергии. Также они экономичны летом, т.к. сбрасывают тепло в относительно холодную среду (обычно землю). Срок окупаемости оборудования в среднем 2-3 года. Сравнительные экономические расчеты и опыт эксплуатации подтверждают выгодность применения этой технологии

2.   Высокий уровень комфорта. В течение всего года создаются желаемые условия в помещении. Управлять и поддерживать работу ГТН также просто, как при воздушном кондиционере. Достаточно включить установку в сеть и установить нужную температуру на термостате. Оборудование компактно, тихо работает; Установка не нарушает целостность интерьера и концепцию фасада здания, т.к. нет внутреннего и внешнего блока и занимает минимум пространства и о ней станет известно Вашим гостям только, если Вы этого захотите.

3.  Минимальное обслуживание и высокая степень автономности. Работают полностью в автоматическом режиме. Требования по техническому обслуживанию ясны и не требуется новых навыков по техническому обслуживанию. ГТН действительно требуют меньшего технического обслуживания (ТО), чем обычные воздушные кондиционеры.

4.  Надежность. ГТН - технология зрелая и надежная. Тепловые насосы много лет применяются в развитых странах и доказали свою надежность и долговечность на практике. Имеют срок службы до капитального ремонта 10-15 лет.

5.  Безопасность. Данные установки даже высокой мощности имеют высокую степень безопасности, т.к. не связаны с горючими/ взрывоопасными материалами, процессами горения, высокими температурами.

6.  Экологическая чистота. Тепловые насосы работают с возобновляемыми ресурсами, не выделяют вредных веществ в окружающую среду.

Ограничения технологии.

Применение системы ГТН затрудняют относительно высокие первоначальные расходы на систему ГТН - одни из основных барьеров для ее инсталляции. Системы ГТН не относятся к дешевому оборудованию. Начальные затраты на установку этих систем несколько выше стоимости обычных систем отопления и кондиционирования. Цена системы геотермального теплового насоса рассчитывается из условия 300..400 USD за 1кВт тепловой мощности. Стоимость установки подземного теплообменника достаточна высока (особенно с вертикальной петлей, где требуется бурение) и, составляет примерно половину общей стоимости системы ГТН. Однако, если рассматривать эксплуатационные расходы, то первоначальные вложения в геотермальный обогрев, охлаждение и горячее водоснабжение быстро окупаются за счет энергосбережения. Кроме того, необходимо учитывать, что при работе ГТН не требуется никаких дополнительных коммуникаций, кроме бытовой электрической сети.

Тем не менее, эти затруднения вполне решаемы. Для перехода на новую технологию существуют гибкие финансовые схемы: кредитные линии Экспортно-Импортного Банка США, ипотечное кредитование, лизинг оборудования. Кроме того, целый ряд отечественных банков выразили готовность принять участие в программах финансирования геотермальных технологий. Так что при желании стать владельцем геотермальной тепловой машины может практически любой заказчик.

История тепловых насосов

ОПЫТ В РАЗВИТЫХ СТРАНАХ

История тепловых насосов

Патент на технологию тепловых насосов был выдан в 1912 году в Швейцарии. Дальнейшее своё развитие теплонасосные установки получили только в 20-х и 30-х годах XX века, когда в Англии была создана первая установка предназначенная для отопления и горячего водоснабжения с использованием тепла окружающего воздуха. После этого начались работы в США, приведшие к созданию нескольких демонстрационных установок.

Одной из старейших ТН систем можно считать здание Объедененной штаб-квартиры освещения в New Haven, штат Connecticut, которая работает начиная с 1930 года. Первая крупная теплонасосная установка в Европе была введена в действие Цюрихе в 1938-1939 гг. В ней использовались тепло речной воды, ротационный компрессор и хладагент. Она обеспечивала отопление ратуши водой с температурой 60°С при мощности 175 кВт. Имелась система аккумулирования тепла с электронагревателем для покрытия пиковой нагрузки. В летние месяцы установка работала на охлаждение. В период с 1939 по 1945 года было создано ещё 9 подобных установок, с целью сокращения потребления угля в стране. Некоторые из них успешно проработали более 30 лет.

Толчок к развитию системы ТН получили после энергетических кризисов 1973 и 1978 годов. В начале своего развития системы ТН устанавливались в домах высшей ценовой категории, но за счет применения современных технологий тепловые насосы стали доступны многим людям. Они устанавливаются в новых зданиях или заменяют устаревшее оборудование с сохранением или незначительной модификацией прежней отопительной системы.

Применение тепловых насосов в мире

На сегодняшний день тепловой насос является наиболее эффективной энергосберегающей системой отопления и кондиционирования. Тепловые насосы получили широкое распространение в США, Канаде и странах Европейского Сообщества. ТН устанавливаются в общественных зданиях, частных домах и на промышленных объектах.

Геотермальный тепловой насос был установлен даже в широко известном небоскребе Нью-Йорка The Empire State Building.

К настоящему времени масштабы внедрения тепловых насосов в мире ошеломляют:

 -  В США ежегодно производится около 1 млн тепловых насосов. При строительстве новых общественных зданий используются исключительно тепловые насосы. Эта норма была закреплена Федеральным законодательством США.

-   В ШВЕЦИИ 50% всего отопления обеспечивают тепловые насосы. В Стокгольме 12% всего отопления города обеспечивается геотермальными тепловыми насосами общей мощностью 320 МВт, использующими как источник тепла … Балтийское море с температурой + 8° С.

-  В ГЕРМАНИИ предусмотрена дотация государства на установку геотермальных тепловых насосов в размере 400 марок за каждый кВт установленной мощности.

-  В МИРЕ по прогнозам Мирового Энергетического Комитета к 2020 году доля тепловых насосов в теплоснабжении составит 75%

  • Яндекс.Метрика