Независимое тестирование в финляндии: тепловые насосы cooper&hunter превзошли daikin и panasonic!

Теловой насос собственными руками

Несмотря на все плюсы оснащения жилища тепловым насосом, стоимость всей системы далеко немаленькая и может достигать нескольких тысяч американских долларов. Однако, всю систему можно создать своими руками. Чаще всего для этого будет достаточно компрессора, нескольких пластинчатых теплообменников, осушительного фильтра, ТРВ и нескольких других компонентов. В качестве хладогента можно использовать сжиженный газ фреон R22. Всех данных комплектующих вполне хватит для создания системы, которая обеспечит теплом трехуровневый дом на 300 квадратных метров.

Для начала на участке вокруг дома необходимо проложить два контура ПНД-трубы по 450 метров и один контур на 600 метров. Конец 600-метрового контура нужно опустить в ближайший проточный водоем. Дополнительно к системе нужно смонтировать вентиляцию, которая будет подогревать теплоноситель до рекуператора. В летнее же время вентиляции будет использоваться для охлаждения помещений. Примерно, вся указанная система «накрутит» за три года на 300 квадратах жилой площади около 39 000 киловат. Экономия на лицо.

6. Gebwell Т15

О производителе

Компания Gebwell, расположенная в Финляндии, занимается выпуском тепловых насосов и комплектующих к ним, а также производит установку и сервисное обслуживание своих устройств. Кроме того, Gebwell занимается бурением скважин и устройством горизонтальных контуров грунтового теплообмена. Это относительно молодое предприятие, успевшее зарекомендовать себя только с лучшей стороны, благодаря чему стало возможным открытие многочисленных представительств в России и странах СНГ.

О модели и серии

Хотя насосы Т-серии внешне не отличаются представительным видом, они имеют все основания для полноправной конкуренции с лучшими европейскими производителями. Gebwell не заявляет о полном составе комплектующих и их производителе, но заверяет, что технические параметры промежуточного контура обеспечивают срок эксплуатации установки без капитального ремонта до 60 лет.

Особенности и основные параметры

Установка укомплектована компрессором Scroll и имеет номинальную тепловую мощность в 16 кВт. Дополнительный ТЭН, потребляющий 9 кВт электроэнергии, позволяет отопить помещение общей площадью до 230 м2 даже при сильном морозе. К особенностям этого теплового насоса можно отнести:

Оптимальное сочетание габаритных размеров (1100х596х642 мм) для установки в стандартных топочных комнатах.

Небольшой вес агрегата (100 кг).

Хотя конструкция не включает в себя накопительный бак, он может быть установлен отдельно. Такая возможность для насосов Т-серии предусмотрена производителем путем внедрения ряда накопителей, емкостью от 500 до 2000 литров. Это дополнительное преимущество в универсальности размещения установки.

Gebwell снабжает свою аппаратуру всеми необходимыми комплектующими для устройства первичных и вторичных контуров, а также котловой обвязки.

2. NIBE F1245–8

О производителе

NIBE — международный европейский бренд со штаб-квартирой в Швеции и более чем полувековой историей. Девизом компании уже десятки лет является слоган «Обеспечить каждый дом комфортным теплом и горячей водой». Особенность производителя — наличие собственных промышленных комплексов по производству основных узлов и механизмов тепловых насосов, а также сотрудничество с лидерами в изготовлении климатического оборудования: Bristol, Mitsubishi Electric и Copeland. Характерно, что компания полностью отказалась от изготовления оборудования, работа которого основана на сжигании ископаемого топлива.

О модели и серии

Как многие популярные модели, F1245–8 имеет малые габаритные размеры (ДхШхВ): 600х600х1800 мм. Насос обеспечивает максимальную поставляемую тепловую мощность до 7 кВт без включения дополнительного подогрева, что позволяет использовать его в загородных домах и офисных помещениях общей площадью до 100 м2. В конструкцию включен бойлер для горячей воды, емкостью 180 литров. Это серийные образцы, которые изготавливаются по аналогии с наиболее распространенными европейскими моделями ТН, однако технологические узлы и механизмы, задействованные в насосах NIBE, характеризуются гораздо более продолжительным сроком эксплуатации, что объясняет их высокую стоимость.

Особенности и основные параметры

Серия насосов F1245 имеет в составе четыре агрегата с максимальной мощностью 6, 8, 10 и 12 кВт соответственно. СОР у этих агрегатов составляет от 3,5 до 5, а электрический ТЭН дополнительного нагрева имеет четыре ступени мощности от 2 до 9 кВт. Также F1245–8 имеет ряд отличий от подобных ему агрегатов:

Тепловой контур горячего водоснабжения хорошо справляется и при работе в проточном режиме до 4 л/мин.

Насос полностью адаптирован под любой из четырех источников низкопотенциального тепла.

Электронная схема управления отличается высокой степенью надежности и обеспечивает эффективное управление ресурсами насоса при температуре теплоносителя отопительного контура до 50 °С.

Насос предусматривает дополнительную модернизацию за счет включения в цепь тепловых преобразований открытого солнечного коллектора.

3. Viessmann Vitocal 222-G BWT 221.A08

О производителе

Международная компания Viessmann была основана в 1917 году, а работа над серийным изготовлением тепловых насосов активно ведется более сорока лет. Усилиями двенадцати тысяч сотрудников производитель не только вышел на международную арену в качестве надежного поставщика климатической техники для одиннадцати стран мира, но и установил сотрудничество с самыми крупными монтажными и сервисными организациями.

О модели и серии

Встроенный накопительный бак обладает емкостью в 170 литров. Минимальное значение СОР для этих тепловых насосов — 4,3. Он оптимизирован для отопления небольших жилых площадей в районах с умеренным или континентальным климатом. Основной упор в этой модели сделан на комфорт при эксплуатации, установке параметров и режимов работы. Монтаж насоса может быть осуществлен силами самих владельцев при использовании распространенных фитинговых деталей и сантехники. Все три модели адаптированы под использование солнечных коллекторов в первичном контуре теплообмена.

Особенности и основные параметры

При габаритных размерах 680х600х1830 мм насос BWT 221.A08 отличается завидно высокой номинальной тепловой мощностью: 5,9, 7,7 или 10 кВт у трех представителей этой серии теплового оборудования. Агрегаты имеют вес в 250–256 килограмм и могут быть разделены на составные части для удобной перевозки, кроме того:

В качестве теплоносителя в первичном контуре используется рассол, а значит источником геотермального тепла не могут быть грунтовые воды.

Vitocal 222-G отличается от аналогов максимально удобным интерфейсом управления в контроллере с тщательно проработанной мнемоникой. Кроме того, сам управляющий модуль может быть вынесен из корпуса котла и размещен в пределах пяти метров от него.

Максимальная температура воды в отопительной системе и контуре горячей воды — 60 °С.

Один из самых низких показателей шума (43 Дб) среди тепловых насосов позволяет устанавливать эти агрегаты непосредственно в жилых помещениях.

Принцип действия теплового насоса

Теплоноситель нагревается от источника низкопотенциального (5…10 °С) тепла. Насос сжимает хладагент, температура которого при этом повышается (50…60 °С) и нагревает теплоноситель системы отопления или ГВС.

В процессе работы ТН задействованы три тепловых контура:

• наружный (система с теплоносителем и циркуляционным насосом);
• промежуточный (теплообменник, компрессор, конденсатор, испаритель, дроссельный клапан);
• контур потребителя (циркуляционный насос, тёплый пол, радиаторы; у ГВС – бак, точки водоразбора).

Сам процесс выглядит следующим образом:

Контур съёма тепловой энергии

1. Грунт нагревает солевой раствор.
2. Циркуляционный насос поднимает рассол в теплообменник.
3. Раствор охлаждается хладагентом (фреоном) и возвращается в грунт.

1. Жидкий фреон, испаряясь, забирает тепловую энергию у рассола.
2. Компрессор сжимает хладагент, его температура резко повышается.
3. В конденсаторе фреон через испаритель отдаёт энергию теплоносителю отопительного контура и снова становится жидким.
4. Остывший хладагент, через дроссельный клапан уходит к первому теплообменнику.

1. Подогретый теплоноситель отопительной системы подтягивается циркуляционным насосом к рассеивающим элементам.
2. Отдаёт тепловую энергию воздушной массе помещения.
3. Остывший теплоноситель по обратной трубе возвращается к промежуточному теплообменнику.

Видео с подробным описанием процесса:

Вместо эпилога

В настоящее время рынок рассматриваемых агрегатов достаточно широк и выделить конкретного лидера на нем трудно. Но тенденции таковы, что для обогрева бассейнов покупатель предпочитает западного производителя, для обогрева небольших площадей – отлично походят азиатские модели, а для домашнего использования (обогрев больших площадей частных домов) вполне сгодятся и российские образцы. В свою очередь, большинство фирм-поставщиков предлагают в «довесок» к покупке непосредственно оборудования еще и свои услуги по шеф-монтажу. Предоставляются они в основном со значительной скидкой, поэтому воспользоваться ими не грех. Приобретать тепловые насосы можно и в розничных сетях и на интернет-площадках.

4. SunDue SDW-03E

О производителе

SunDue является производителем тепловых насосов на территории СНГ. Казахстанская компания ориентируется в своей деятельности на передовые достижения науки и техники, что в совокупности с традиционной для бывшей советской республики добротностью производимого оборудования позволяет ей смело конкурировать с ведущими мировыми брендами. Таким образом, надежность и качество продукции не уступает европейским образцам, хотя цена значительно ниже. Кроме тепловых насосов в Усть-Каменогорске производятся специальные фитинги, скважинные зонды, трубы для грунтовых теплообменников и прочие комплектующие в необходимом ассортименте.

О модели и серии

В тепловых насосах SunDue, как и в европейских моделях, применяются лучшие образцы агрегатов. Например, серия SDW-03 комплектуется японскими компрессорами EVI Sanyo и .преобразователями частоты Lenze немецкого производства. SunDue не особо заботится о компактности своих устройств. Если в Европе принято комплектовать оборудование в вертикальные корпуса, сохраняя тем самым максимум полезной площади, то SDW-03 имеет почти равностороннюю форму, хотя габаритные размеры остаются относительно небольшими (ДхШхВ): 830х510х760 мм.

Особенности и основные параметры

В тепловых насосах SunDue технические компоненты имеют свободное расположение, что позволило реализовать превосходную систему звукоизоляции (уровень шума 37 дБ) и облегчить доступ к основным узлам устройства для удобства при ремонте и обслуживании. Показатель СОР составляет 4,5, т. е. при максимуме в 12 кВт выходной тепловой мощности насос потребляет до 2,6 кВт электроэнергии. Также SDW-03Е обеспечивает:

Нагрев воды в отопительной системе до 65 °С.

Эффективный нагрев воды для бытовых нужд в проточном режиме за счет теплообменника косвенного нагрева. Накопительный бак отсутствует.

Современную схему управления рабочими режимами с учетом компенсации погодных условий, а также мягкий запуск и остановку оборудования.

Теплонасос и его эффективность

Коэффициент мощности насоса означает отношение обогревательной мощности к потребляемой, проще говоря – сколько киловатт тепловой мощности приходится на выходе на каждый потребленный киловатт электроэнергии. К примеру, у обычно электрического обогревателя данный коэффициент равен около единицы. А для кондиционеров и тепловых насосов он начинается от 3,0 и может достигать 5,0, и даже больше. На данный показатель также оказывает влияние и теплопроводный контур.

Например, воздушный контур обойдется намного дешевле, однако, его использование в бытовых условиях может доставлять некоторый дискомфорт. Это происходит потому, что вентилятор, гоняющий воздух, будет разносить по помещениям и собственный шум, а также в зимний период прогревание воздуха занимает более длительное время. Таким образом, если жилое помещение находится в регионе, где зимой присутствуют сильные заморозки, то имеет смысл устанавливать бивалентную систему отопления (в ней будет использоваться сразу же два источника тепла). Такая система будет самостоятельно контролировать эффективность нагрева, например, если температура достигла определенного уровня и выше ее поднять посредством первого источника не получается, то автоматически подключается дополнительный источник тепла.

А вот на земляном контуре таких проблем, как правило, не возникает, ибо температура земли ниже уровня промерзания не падает менее 0 градусов по Цельсию. На глубине от 3-4 и до 40-50 метров она находится на уровне среднегодовой температуры воздуха, характерной для данной местности. А на глубине еще ниже, она даже начинает повышаться. Да и работает грунтовой теплообменник совершено бесшумно.

В то же время, практика показывает, что отопительный грунтовой комплекс может окупиться примерно лет за 20. И это только учитывая текущие цены на электроэнергию. Соответственно, в будущем цены на электричество будут продолжать расти, а срок окупаемости сокращаться. При этом, стоит помнить, что обычно производители заявляют минимальный срок службы теплового насоса в 20 лет, а на деле он может работать и все 100. Поэтому, его приобретение действительно может быть экономически оправдано.

Плюсы и минусы отопительной системы, основанной на тепловом насосе

К положительным свойствам тепловых насосов можно отнести:

• Максимальную экономию энергоресурсов. Если при обычно схеме отопления
  загородного дома вся затраченная энергия (причем с КПД максимум 60–70 процентов) преобразуется в тепловую, то в случае применения теплового насоса осуществляется транспортировка внешней рассеянной энергии в локальные участки, обозначенные внутренними радиаторами отопления. Таким образом, вся потребляемая электроэнергия расходуется исключительно на сжатие, транспортировку хладагента и циркуляцию промежуточного теплоносителя во внешнем контуре.
• Обратимость. Большинство конструкций современных приборов способны функционировать и в обратном направлении, то есть при превышении температуры внутри здания определенного предела, заданного значением температуры среды, в которой расположен внешний контур агрегата, возможна работа оборудования на охлаждение внутренних замкнутых пространств.
• Абсолютная безопасность. В отличие от традиционных средств отопления – котлов газовых, твердотопливных, при функционировании теплового насоса не происходит совершенно никаких вредных выделений в окружающую среду. Для работы теплового оборудования, основанного на аккумуляции внешней рассеянной тепловой энергии и переносе ее в конкретную точку, необходимо лишь сравнительно небольшое потребление электрической энергии. А в сравнении с аналогичными показателями электрических котлов отопления, тепловые насосы могут дать многократную фору.

К недостаткам теплового насоса относят:

• Высокую стоимость монтажа. Для нормальной работы теплового оборудования необходимо приложить значительные усилия – вырыть траншеи большой продолжительности, проложить глубокие скважины либо преодолеть зачастую значительные расстояния до ближайшего водоема.
• Необходимость качественной реализации системы. Малейшая утечка хладагента либо промежуточного теплоносителя способна свести на нет все старания. Поэтому при закладке схемы любой вариации необходимо использовать труд исключительно квалифицированных специалистов и в процессе эксплуатации системы исключить риск ее разгерметизации.

Методика расчета мощности теплового насоса

Помимо определения оптимального источника энергии, потребуется высчитать необходимую для обогрева мощность теплонасоса. Зависит она от величины теплопотерь здания. Произведем расчет мощности теплового насоса для отопления дома на конкретном примере.

Для этого используем формулу Q=k*V*∆T, где

• Q — это теплопотери (ккал/час). 1 кВт/ч = 860 ккал/ч;
• V — объем дома в м3 (площадь умножаем на высоту потолков);
• ∆Т – отношение минимальных температур снаружи и внутри помещения в самый холодный период года, °С. Из внутренней tº вычитаем наружную;
• k — обобщенный коэффициент теплопередачи здания. Для кирпичного здания с кладкой в два слоя k=1; для хорошо утепленного здания k=0,6.

Таким образом, расчет мощности теплонасоса для отопления кирпичного дома в 100 кв.м и высотой потолков 2,5 м, при перепаде ttº от -30º на улице до +20º внутри, будет таковым:

Q = (100х2.5) х (20- (-30)) х 1 = 12500 ккал/час

12500/860= 14,53 кВт. То есть, для стандартного кирпичного дома площадью 100 м понадобится 14-килловатное устройство.

Выбор типа и мощности теплонасоса потребитель принимает, исходя из ряда условий:

• географические особенности местности (близость водоемов, наличие грунтовых вод, свободного участка под коллектор);
• особенности климата (температуры);
• тип и внутренний объем помещения;
• финансовые возможности.

Учитывая все вышеизложенные аспекты, вы сможете сделать оптимальный выбор оборудования. Для более эффективного и правильного подбора теплового насоса лучше обратиться к специалистам, они смогут сделать более подробные расчеты и предоставить экономическую целесообразность установки оборудования.

Принцип работы теплового насоса

Объясняя принцип действия теплового насоса, люди часто вспоминают холодильник, где в радиатор на задней стенке сбрасывается тепло, «снятое» с продуктов в камере.

Принцип работы теплового насоса, как холодильника: решетка на его обратной стороне греется, морозилка – охлаждается. Если мы удлиним трубки с фреоном и опустим их в ванну, то вода в ней будет охлаждаться, а решетка холодильника – нагреваться; холодильник будет перекачивать тепло из ванны и греть помещение.

По этому же принципу работают и кондиционеры, и тепловые насосы. Работа приборов основана на цикле Карно.

Теплоноситель движется по грунту или воде, в процессе «снимая» тепло и повышая свою температуру на несколько градусов. В теплообменнике теплоноситель отдает накопленное тепло хладагенту, тот становится паром, поступает в компрессор, где поднимается его температура. В этом виде он поставляется в конденсатор, отдает тепло теплоносителю ОС дома, и охладившись, снова превращается в жидкость и поступает в испаритель, где нагревается от новой порции нагретого теплоносителя. Цикл повторяется.

Мы разберем это на конкретном примере нашего пользователя, который сделал тепловой насос своими руками.

Тепловые насосы работают на энергии природных источников тела:

Собирать тепло с грунта (ниже глубины промерзания его температура всегда около +5 — +7 градусов), можно двумя способами:

• горизонтальный грунтовый коллектор
• уложенные горизонтально разными способами трубы.

По трубам течет «рассол» — на FORUMHOUSE часто используют пропиленгликоль, который забирает тепло земли, передает его хладагенту, и остыв, снова отправляется в грунтовый коллектор.

Горизонтальный грунтовый коллектор – самый дешевый способ получения энергии для работы теплового насоса. Проблема в том, что он занимает большую площадь. Чтобы обогреть дом 100 кв.м. потребуется около 5 соток на участке, и над коллектором нельзя будет возводить капитальных строений и сажать деревья с мощной корневой системой.

Люди с небольшими участками вынуждены использовать более дорогой способ – вертикальный грунтовый зонд. Это целая U-образная труба, опущенная на большую глубину (около 150 метров), или несколько таких труб, заглубленных на 20 метров (в итоге это получается дешевле и не требует получения разрешения).

Для экономии места можно бурить маленьким буром много неглубоких скважин. Получится дешевле чем бурить одну большую.

Также для работы теплового насоса используется вода – или из открытого водоема, или из скважины.

Способ устройства теплового насоса для отопления дома «вода- вода» считается самым выгодным (нет расходов на бурение и прокладку траншей), но только если дом, в котором будет установлен тепловой насос, стоит на берегу, не дальше, чем в 50 метрах от водоема. В этом случае трубопровод с «рассолом» опускается на дно реки — и все.

При втором способе необходимо пробурить две скважины: из одной вода будет поступать к тепловому насосу и передавать ему свое тепло, а во вторую будет отправляться уже «отработанная», остывшая вода. Расстояние между скважинами должно быть не менее 20 метров.

Тепловые насосы «воздух-воздух» эффективны только в южных регионах, где температура зимой не опускается ниже -5 градусов.

Виды тепловых насосов

Существует три основные модификации тепловых насосов:

Теплогенераторы класса «вода – вода»

Сегодня теплонасосные агрегаты широко применяются в высокоразвитых странах Европы. Например, в Нидерландах посредством этого теплообменного устройства отапливаются целые коттеджные поселки, поскольку там имеется изобилие геотермальных шахт, заполненных водой с постоянной температурой в 32 градуса по Цельсию. А это практически дармовой источник тепла.

Подобная вариация теплогенерирующего

в качестве источников тепловой энергии жидкие среды

Обычно этот принцип действия реализуется следующим образом:

• теплая вода из скважины подается к внешнему теплообменнику, после чего она сбрасывается в другую скважину либо в близлежащий водоем.
• радиатор монтируется на дне незамерзающего водоема. Исполняется он из нержавеющей либо металлопластиковой трубы. Причем для экономии дорогостоящего хладагента – фреона – зачастую применяется промежуточный контур теплоносителя, заполненный «незамерзайкой» — тосолом либо раствором гликоля (антифризом).

Так, самый маломощный агрегат российского производства, способный развивать тепловую мощность порядка 6 кВт, обойдется в сумму почти 2000 долларов, а промышленноe двухкомпрессорное оборудование мощностью более 100 кВт, будет стоить уже почти тридцать тысяч долларов США.

Агрегаты класса «воздух – вода»

При использовании в качестве источника тепловой энергии атмосферы либо солнечных лучей тепловой насос считается класса «воздух – вода». В этом случае на внешний теплообменник зачастую устанавливается циркуляционный вентилятор, дополнительно нагнетающий теплый внешний воздух.

Стоимость 18-киловаттного воздушного теплового аппарата этого класса российского производства начинается с отметки в 5000 долларов США, а за двенадцатикиловаттное оборудование японской компании Fujitsu потребителю придется выложить уже почти 9 тысяч долларов США.

Оборудование класса «грунт – вода»

Существует также вариация, использующая в качестве источника тепловой энергии
потенциал, накопленный в грунте. Возможны два типа подобных конструкций: вертикальная и горизонтальная.

• Вертикальная — компоновка теплосборного коллектора линейная. Вся система размещается в вертикальных траншеях, глубина которых составляет 20…100 метров.
• Горизонтальная — компоновки внешнего коллектора, обычно металлопластиковые спирально свитые трубы, укладываются в 2…4-метровые горизонтальные траншеи. Причем в этом случае, чем больше глубина залегания внешнего теплоприемника, тем лучше работает отопление «из земли».

Тепловой насос своими руками. Сборка и установка

Конечно, первичные вложения на организацию отопления дома согласно этой технологии весьма высоки. Поэтому у многих обывателей, заинтересовавшихся этой сверхэконмичной системой, возникает желание хоть немного сэкономить, соорудив ее самостоятельно.

Для этого нужно:

• Приобрести компрессор. Подойдет любой работоспособный агрегат от бытовой сплит-системы кондиционирования.
• Соорудить конденсатор. В самом простом случае в качестве оного может выступать обычный бак из нержавейки, объем которого составляет 100 литров. Он разрезается напополам, внутри его монтируется змеевик из медной трубы малого диаметра. Толщина стенки змеевика должна быть не ниже одного миллиметра. После раскрепления змеевика необходимо обратно сварить бак в целостную конструкцию, соблюдая условия герметичности.
• Собрать испаритель. Это может быть и пластиковая 60–80-литровая емкость с вмонтированной в нее трубой на ¾ дюйма.
• Для организации внешнего контура, расположенного в грунте, лучше использовать современные металлопластиковые трубы – они намного более долговечные, нежели классические металлические и монтаж их гораздо надежнее и быстрее.

Смотрите видео о монтаже теплового насоса Daikin Altherma:

https://youtube.com/watch?v=cxvo20IUv7I

На этом монтаж теплогенерирующей установки заканчивается. Можно пользоваться всеми ее преимуществами, главным из которых является низкое потребление энергоресурса – электроэнергии при значительной мощности теплогенерации.