Нужен ли насос в системе отопления: Зачем нужен насос для отопления в частном доме, как правильно поставить

Содержание

Циркуляционный насос отопления — нужен или нет?

 

Довольно часто случается, что старая отопительная система, работающая на принципе естественной циркуляции теплоносителя —  воды, перестает справляться с обогревом  дома. Иногда, отопительная система изначально спроектирована неправильно и требует намного больше топлива (газ, уголь, дрова и т.д.). Возможно Вы этого и не замечали, но сравнив затраты топлива на обогрев похожего дома у соседа — понимаете, что «где то что-то у Вас неправильно». Можно ли увеличить КПД существующей отопительной системы без больших затрат. В большинстве случаев — да.

Одной из причин уменьшения КПД отопительной системы может быть постепенное изменение схемы отопления в результате ремонтных работ и переделок, а также обрастание внутренних стенок ржавчиной и накипью. В результате происходит уменьшение диаметров труб и повышение шероховатости внутренних стенок, что приводит к увеличению гидравлического сопротивления отопительной системы и пропаданию циркуляции в ней полностью, или на некоторых участках. Система с естественной циркуляции должна иметь уклон по всей длине магистрали. Уклон этот может измениться уже через год-два после постройки дома в результате  просадки фундамента.  

Радикальное средство лечения такой отопительной системы – полная переделка. Но это не всегда возможно, более того, сопряжено со значительными затратами и последующим восстановительным ремонтом помещения.

Другой способ — ограничиться минимальным хирургическим вмешательством – врезкой циркуляционного насоса.

Современные циркуляционные насосы для небольших частных домов недороги, надежны, бесшумны и экономичны, поэтому установить насос в отопительную систему стоит и в профилактических целях, для оживления старой гравитационной отопительной системы с естественной циркуляцией и придания ей жизнеспособности и второй молодости.

Почти всегда, после установки насоса в систему отопления, Вы получите прирост КПД котла. Кроме того помещение нагревается в несколько раз быстрее и равномерно. Особенно ощутимо в межсезонье, когда котел включается не постоянно а по необходимости. Все помещения будут прогреваться быстро и равномерно. Все это экономит затраты топлива и довольно существенно.

Основные  преимущества установки циркуляционного насоса в систему отопления

  • увеличение КПД системы;
  • быстрое прогревание воздуха во всех помещениях, увеличение отапливаемой площади;
  • выравнивание температурных показателей в трубопроводе;
  • исключение завоздушенности труб;
  • уменьшенный расход топлива;
  • возможность установки полотенцесушителей, термостатов;
  • применение труб малого диаметра;
  • небольшая стоимость оборудования и установки. 

Циркуляционный насос – это возможность быстро повысить качество обогрева дома без демонтажа всей системы и больших финансовых трат.

Единственный минус такого решения, это зависимость работы насосного оборудования от электричества, но проблема, как правило, решается подключением ИБП для циркуляционного насоса.
Другой способ — установка насоса по байпасной схеме. Тогда при отсутствии электричества Вы можете переключиться на работу контура без насоса. Эта схема подробнее будет рассмотрена ниже.

Установка насоса в систему отопления частного дома оправдана как при создании новой, так и при модификации уже существующей системы отопления. Системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя, обеспечивают более быстрый и равномерный прогрев всех участков водяного контура, независимо от удаленности от водогрейного агрегата.

Куда  установить циркуляционный насос?

Если у Вас твердотопливный котел, то, при врезке насоса в существующую систему, устанавливать его лучше всего на обратку, рядом с котлом, чтобы на него не оказывала отрицательное влияние слишком большая температура воды в подаче из котла, разожженного на полную мощность. Чтобы сохранить способность работы котла без циркуляционного насоса, устанавливать насос желательно по  байпасной схеме –  это обводной участок  магистрали, предусматривающий возможность переключения отопительной системы на естественную циркуляцию, в обход насоса.

Байпасный узел можно изготовить самому, или приобрести готовый, они часто  имеются в продаже на рынках, полукустарного изготовления. Не бойтесь, что он не подойдет к купленному Вами насосу. Достаточно измерить установочный размер разрыва байпасного узла, между шаровым краном и фильтром, предназначенный для установки насоса.  Он должен составлять 180 миллиметров.

Стандартный размер циркуляционного насоса составляет ровно 180 миллиметров. Существуют и короткие версии, 130 миллиметров, предназначенные для установки в насосные блоки быстрого монтажа, но в обычной розничной сети такие насосы практически не встречаются.

Важно! При использовании байпасной схемы для установки насоса, отвод на расширительный бак и предохранительный клапан ОБЯЗАТЕЛЬНО врезайте до или после вентилей, отсекающих насосный или байпасный участок. Расширительный бак и предохранительный клапан не должны оказаться отсечены от отопительной системы при любой схеме работы, насосной или естественной!

Что необходимо сделать перед установкой насоса в систему отопления?

Итак, как Вы помните, у вас старая отопительная система, полная шлама и ржавчины, который необходимо по возможности удалить. В большинстве случаев доступна только элементарная промывка. Просто слить воду из системы недостаточно, так как ее слив осуществляется через сливной кран небольшого диаметра. При этом вода по системе двигается очень медленно, потому что основные диаметры трубопроводов гораздо больше диаметра сливного крана и весь шлам и ржавчина спокойно оседают в трубе.

 


Больше всего склонны к засорению стальные трубы. Это обусловлено их шероховатой поверхностью, которая с годами становится только всё более неидеальной. Полипропиленовые, пластиковые, оцинкованные трубы более гладкие и менее восприимчивы к оседанию на них ржавчины – её просто смывает потоком теплоносителя. 

Поэтому, когда вы вскрыли обратный трубопровод,  вырезав участок под установку насоса, промойте систему, подключив ее к водопроводу через  шланги. Постарайтесь обеспечить максимальный проток через отопительную систему, с максимально возможным напором. Хорошего скоростного потока в трубах большого диаметра Вам все равно создать не удастся, так что потратьте на промывку чуть большее время, чем хотелось бы, пусть вытечет максимально возможное количество шлама и ржавчины.  

Как выбрать циркуляционный насос для установки в отопительную систему с естественной циркуляцией?

Важный момент, которому необходимо уделить некоторое внимание. При конструировании новых систем насосы подбирают, отталкиваясь от общей тепловой мощности отопительной системы, определяют необходимый для такой мощности общий проток (расход) теплоносителя через систему и к нему приравнивают необходимую производительность циркуляционного насоса.

Далее рассчитывают общее гидравлическое сопротивление отопительной системы и вычисляют необходимый

напор циркуляционного насоса. Полные расчеты сложны и для небольшого частного дома не нужны.  Для небольших домов (да и для больших тоже) существует  упрощенные и доступные даже для полностью неподготовленных людей методики расчета. В интернете довольно много методик — выбирайте какая вам больше нравится и рассчитайте параметры для выбора насоса.
Тепловую мощность уже существующей отопительной системы определить еще проще – посмотрите ее на шильдике  отопительного котла.

 Для зданий, относительно небольшой площади, существует методика расчета насоса без формул. Самостоятельно подобрать мощность циркуляционного насоса можно следующим образом:

  • По производительности котла. Расчет циркуляционного насоса для системы отопления частного дома выполняют, принимая во внимание, что 1 кВт мощности водогрейного оборудования соответствует коэффициенту пропускной способности равной 1 л/мин. Соответственно, для котла на 25 кВт, потребуется установить насос с показателем от 1500 л/час.
  • Расчет напора циркуляционного насоса системы отопления. В технической документации указывается параметр напора в метрах водяного столба. По данному параметру можно определить длину водяного контура и подсчитать необходимое количество насосов в системе.
    Считается, что для 10 п.м. трубопровода, необходимо 0,6 м напора водяного столба. Оптимальный выбор насоса для 1 этажного дома — это стандартные модели с 6 м. в. ст. Станции подойдут для помещений с трубопроводом до 100 п. м.
    Если напора недостаточно, устанавливают второй насос или подбирают более мощную модель. Этот же принцип расчетов используют при выборе насоса для 2-х этажного дома.

Основные паспортные показатели циркуляционного насоса — производительность, напор и расход. В первую очередь, должен интересовать расход, он определяется по формуле:

Q= N/(t2-t1)

N – мощность теплогенераторной установки. Если нет шильдика, очень и очень приближённо можно взять за основу усреднённые данные потребности в тепловой энергии на отопление — 0,1 кВт/м2, помноженное на отапливаемую площадь в м2.
t1 – температура теплоносителя на входе (обратка), в среднем 65 ºС
t2 – расчётная температура теплоносителя на выходе (подача), для обычных систем в среднем 90 ºС.

Напор насоса приближённо определяют, исходя из показателя 100 Вт мощности на квадратный метр площади.

Осталось учесть еще один важный момент – особенность установки насоса в систему с естественной циркуляцией.

Для системы с принудительной, насосной циркуляцией у Вашей старой системы очень толстые трубы. При конструировании новых отопительных систем, диаметр труб выбирают таким, чтобы скорость потока в них была в диапазоне от 0,4 до 1,5 метров в секунду. При меньшей скорости из системы не будет удаляться воздух и воздушные пузыри так и останутся висеть в трубах, при большей скорости потока возможно гудение труб и ускоренный износ элементов отопительной системы. Большая скорость с гудением в трубах Вам не грозит, а вот очень маленькая, с плохо удаляющимся из системы воздухом вполне вероятна.

Но не все так плохо. У Вас ведь система с хоть и плохой, но естественной циркуляцией и система промыта! Поэтому подбирать насос исходя из диаметра труб нет никакой необходимости, просто возьмите модель насоса на одну ступеньку выше в номенклатуре. 


КИАТ ЛТД

Тепло к отопительным приборам передается по трубам, соединяющим котел и радиаторы в замкнутую сеть — систему отопления, по которой циркулирует теплоноситель (движется по кругу).

Бывают системы отопления с естественной циркуляцией и с принудительной циркуляцией. Что такое система с принудительной циркуляцией?

Самым важным элементом системы с принудительной циркуляцией является насос, который заставляет двигаться (циркулировать) теплоноситель. Эти насосы так и называются — циркуляционные. Мощность насоса должна быть достаточной для преодоления сопротивления (трения) в трубе.

Что делает насос в системе отопления с принудительной циркуляцией?

Насос побуждает двигаться воду (теплоноситель) в системе отопления, преодолевая сопротивление в трубе. Он не поднимает воду. Сколько горячей воды в системе отопления поднялось, столько же холодной опустилось, поэтому не правильно выбирать насос по высоте дома сопоставляя напор. Чем труба толще, тем меньше сопротивление и меньшая мощность насоса нужна. Но толстые трубы неудобны, некрасивы в комнатах и существенно дороже. В результате обычно соблюдают разумный баланс между диаметром труб и мощностью насоса.

Существуют точные расчеты для соблюдения соответствия между диаметром трубы, качеством и стоимостью отопительной системы. Практически же для бытовых систем отопления подходят всего 3-4 типа компактных циркуляционных насосов.

Система отопления всегда замкнута, теплоноситель движется по кругу.

Попробуем привести пример. Если перевернуть велосипед и хорошенько крутануть колесо, оно может крутиться очень долго, если оно установлено на хорошем подшипнике. Его остановит только трение в подшипнике. В каждый момент времени у любого поднимающегося кусочка колеса есть симметричный уравновешивающий кусочек, опускающийся с противоположной стороны.

Вода в замкнутой системе отопления подобна такому колесу. Насос преодолевает только трение, и вода движется по кругу. Именно поэтому циркуляционные насосы для частного дома (т.е. для бытовых систем отопления) имеют небольшую мощность, и, следовательно, низкое электропотребление — около 100 ватт, как лампочка.

Если насос выключить, то вода через какое-то время, как и вращающееся колесо, остановится, а если не выключать, то вода будет двигаться постоянно.

На этом основана возможность управления подачей тепла от котла в радиаторы дома. Насос может быть включенным на полную мощность, либо быть выключенным, либо работать вполсилы.

Насосы  фирм DAB (Италия), в основном используемые при монтаже бытовых систем отопления, имеют три ступени мощности. Это позволяет даже при отсутствии сложной автоматики управлять системой. Можно подключить насос к электролинии через термодатчик. Насос в этом случае будет автоматически включаться только тогда, когда температура в доме опустилась ниже желаемой. Такой датчик называют еще комнатным термостатом.

Как устроен и как монтируется циркуляционный насос?

Циркуляционный насос состоит из чугунного корпуса, внутри которого расположен ротор (вращающаяся часть) и насаженная на ротор крыльчатка. Ротор вращается — крыльчатка продвигает воду. Одно из основных правил монтажа насоса в системе: ось ротора обязательно должна быть расположена горизонтально. При правильном монтаже циркуляционные насосы практически бесшумны. Вы сможете определить, работает ли насос, только по легкой вибрации, когда дотронетесь до него рукой.

Что такое система с естественной циркуляцией?

В системе с естественной циркуляцией насоса нет. Роль насоса в ней выполняет сила, возникающая за счет разности плотности (веса) теплоносителя в подающей и обратной трубах.

Как это происходит?

Теплоноситель (например, вода) в котле нагревается. Плотность горячей воды меньше, т.е. она легче, чем холодная, и движется вверх по одной толстой трубе (подающему стояку). Затем горячая вода растекается по нескольким нисходящим трубам (обратным стоякам), «пронизывающим» здание, к отопительным приборам сверху вниз, и охлаждается, отдавая тепло. Плотность холодной воды увеличивается, вода тяжелеет и возвращается к котлу по обратному трубопроводу.

Циркуляция в такой системе возникает за счет разницы веса горячего теплоносителя в подающем стояке и холодного — после остывания в приборах и обратном трубопроводе. Чем больше диаметр вертикальных стояков, тем больше побудительная сила естественной циркуляции.

При движении и вверх, и вниз вода преодолевает сопротивление в трубе (трение). Чем толще труба, тем меньше сопротивление.

Труба толще — сопротивление меньше. Выбирать вам.

Система с принудительной циркуляцией более комфортна, теплом в такой системе можно управлять. Вы можете установить нужную вам температуру в каждой комнате, и она будет автоматически поддерживаться. Качество такой системы выше. Но эта система требует наличия электричества (или того, чтобы электричество не выключалось более чем на сутки.) Система с естественной циркуляцией не поддается автоматическому регулированию, она «съедает» больше топлива и требует монтажа труб большого диаметра, которые несколько дороже и не очень эстетичны в интерьере. Регулировать такую систему можно обычно только вручную: пригасить горелку в котле, если в комнатах жарко, а когда станет холодно, снова увеличить огонь.

Если Вы хотите чаще общаться с Вашим котлом или Вас устраивает постоянный перегрев воздуха в комнатах или в Вашем доме очень часто и надолго выключается электричество, система с естественной циркуляцией — для Вас.

Если же Вы предпочитаете удобное и комфортное отопление, выбирайте систему с принудительной циркуляцией.

И еще Совет — при монтаже бойлера в системе предусматривайся отдельный насос, подающий теплоноситель в бойлер, независимо от отопительной системы. Летом насос отопительной системы отключается, и котел работает только на подогрев бытовой воды.

Как определить, есть ли у меня тепловой насос или традиционная система

Если вы не жили в своем доме в Мэриленде, когда была установлена ​​текущая система отопления, вы не сможете определить, какая у вас система HVAC, просто взглянув на нее. . Определить, есть ли у вас тепловой насос или обычная система, может быть сложно, так как оборудование может показаться очень похожим. В нашем последнем блоге специалисты по системам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в Grove Heating & Cooling помогут вам оценить вашу систему отопления и определить, какой тип установлен в вашем доме.

Различия между тепловым насосом и традиционным отоплением

Для охлаждения вашего дома тепловые насосы и традиционные системы отопления и охлаждения работают одинаково — они перемещают тепло изнутри наружу. Это сходство может затруднить определение того, есть ли у вас тепловой насос или обычная система.

Отличие тепловых насосов от традиционных систем ОВКВ заключается в том, как они нагревают. Тепловой насос запускает процесс обогрева, противоположный процессу охлаждения, перемещая тепло снаружи внутрь дома, чтобы добавить тепла. Обычные котлы и печи работают по-разному, сжигая топливо для выработки тепла. Тепловые насосы могут функционировать как система отопления и охлаждения, что ценят многие домовладельцы в Мэриленде.

Центральные тепловые насосы и печи являются типами систем воздушного отопления. Воздух, нагретый за счет передачи тепла от теплового насоса, распределяется по системе воздуховодов дома для обогрева вашего дома. Как только воздух нагревается в процессе горения в печи, он также проходит по воздуховодам и попадает в жилые помещения. Бойлеры нагревают воду, которая затем подается по трубопроводу через дом и излучается с помощью радиаторов для обеспечения лучистого тепла.

Компоненты системы печей и котлов находятся внутри дома, а тепловые насосы имеют внутренние и наружные компоненты. Печь представляет собой единый металлический шкаф, устанавливаемый вертикально или горизонтально. Котлы состоят из двух внутренних компонентов, включая топку и емкость для горячей воды. В системе с тепловым насосом фактическим тепловым насосом является наружный блок, очень похожий на традиционный кондиционер. Он перемещает тепло между тепловым насосом и устройством обработки воздуха, которое находится внутри — это известно как сплит-система, так как половина оборудования находится в помещении, а другая половина — на улице.

Как определить, есть ли у вас тепловой насос или обычная система

Если вам нужно узнать, есть ли у вас тепловой насос или обычная система, лучший способ разгадать эту загадку — осмотреть наружный блок. Осмотрите внешний корпус, чтобы найти прикрепленную металлическую табличку с номером модели и другой информацией. Если на этой табличке конкретно не указано, является ли блок тепловым насосом или кондиционером, запишите номер модели.

Затем найдите в Интернете марку и номер модели устройства. В Интернете есть бесчисленное множество ресурсов, которые помогут вам узнать, как определить, есть ли у вас тепловой насос или обычная система. С номером модели вашего наружного блока вы, вероятно, сможете получить доступ к онлайн-руководству пользователя, что пригодится, если оригинал отсутствует.

Если поиск в Интернете не дал результатов, есть еще одна вещь, которую нужно попытаться определить, есть ли у вас тепловой насос или обычная система. Переключите термостат в режим HEAT и регулируйте температуру до тех пор, пока термостат не запустит цикл нагрева. Как только система отопления заработает, вернитесь на улицу к внешнему блоку — если это оборудование включено и дует воздух, это тепловой насос.

Обратитесь в компанию Grove за помощью с тепловым насосом или печью

Знание того, как определить, есть ли у вас тепловой насос или традиционная система, может оказаться полезным при возникновении проблем с системой отопления. Когда вы звоните в компанию Grove Heating & Cooling для обслуживания, сообщите нам, какой тип системы установлен в вашем доме. Если вы все еще не совсем уверены, не волнуйтесь — наши технические специалисты обязательно найдут ответ во время вашего звонка в сервисную службу. Запланируйте встречу сегодня!

Тепловые насосы. Как работают тепловые насосы?

Простое объяснение тепловых насосов

Когда дело доходит до жилых систем отопления и охлаждения, немногие типы систем отопления столь же энергоэффективны, как тепловые насосы. Но что такое тепловые насосы и как они работают? Короче говоря, тепловой насос — это просто устройство с электрическим приводом, способное очень эффективно передавать тепло из одного места в другое, что также означает, что они могут охлаждать помещения, если направление теплопередачи изменено на противоположное. Хотя поначалу это может показаться нелогичным, на самом деле тепло можно извлекать из холодного воздуха и добавлять к более теплому воздуху.

Чтобы объяснить тепловые насосы в более практической форме, давайте немного вернемся назад, чтобы понять основы теплопередачи. Во-первых, для аналогии представим теплоту в виде большого водоема. Логично, что вода будет течь из более высокого места в более низкое. Точно так же тепло естественным образом перетекает из более горячего места в более холодное.

Так как же мы можем извлекать тепло из холодного места и направлять его в более теплое место? Ну, это немного похоже на перемещение воды из низкого места в высокое. Все, что вам нужно, это насос! На самом деле тепло определяется движением молекул, из которых состоит материя. Таким образом, весь воздух в мире, который теплее абсолютного нуля (-273 °C, температура, при которой молекулы фактически перестают двигаться), содержит некоторое количество тепла. Так что технически можно извлекать тепло из воздуха любой температуры и направлять его куда-то еще, нужно лишь немного энергии, чтобы накачать тепло туда, куда мы хотим.

Объяснение того, как работают тепловые насосы — большая и дорогая коробка, полная алхимии и магии! Не совсем, но почти!

Как работают тепловые насосы, чтобы быть более эффективными, чем другие виды электрического отопления?

Позвольте мне использовать другую аналогию, которую я недавно услышал, чтобы более подробно объяснить, почему тепловые насосы работают более эффективно, чем электрические печи или плинтусные обогреватели — представьте на мгновение лифт в высоком здании. Лифты используют электродвигатель и редуктор для подъема пассажиров, но гравитация — это то, что возвращает кабину лифта в нижнюю часть здания, поэтому лифты потребляют гораздо больше электроэнергии при подъеме (путь наибольшего сопротивления — эквивалентно электрическому). нагрев сопротивлением, используемый в электрических печах и плинтусных нагревателях) по сравнению с возвратом вниз (путь наименьшего сопротивления — эквивалентно использованию электричества для привода компрессора в тепловом насосе).

По совпадению и в качестве интересного примечания исследователи из Международного института прикладного системного анализа (IIASA) разработали гравитационную систему, которая будет использовать лифты в высотных зданиях для производства и хранения электроэнергии. А в Буллит-центре в Сиэтле уже работает модифицированный лифт с рекуперативным торможением, который потребляет на 60% меньше электроэнергии — как же это круто?!

Чтобы объяснить эффективность теплового насоса, подумайте об этом как о системе регенеративного лифта, где энергия восстанавливается из массы, движущейся в плоскости наименьшего сопротивления

Так часто ли используются тепловые насосы? Являются ли они проверенной технологией?

Тепловые насосы очень часто используются в нашей повседневной жизни. На самом деле, именно этот процесс передачи тепла из того места, где он не нужен, туда, где он нужен, происходит в наших домах прямо сейчас, каждый день, поскольку холодильники на самом деле являются типичной формой теплового насоса.

Цикл охлаждения/обогрева в тепловых насосах

Когда дело доходит до охлаждения, тепловые насосы и холодильники работают практически одинаково. Тепло извлекается из воздуха там, где оно не нужно, и перемещается за пределы охлаждаемого помещения. Тепловые насосы состоят из трех основных компонентов: испарителя, компрессора и конденсатора. Каждый из них играет решающую роль в том, как тепловые насосы перемещают тепло из одного места в другое. Тепловые насосы способны извлекать тепло из воздуха, используя жидкий хладагент (подробнее об этом позже) для поглощения и отвода тепла.

Четырехэтапный процесс в холодильнике или тепловом насосе работает путем преобразования жидкого хладагента в газ, а затем обратно в жидкость, а затем с помощью вентилятора эффективно распределяет холодный воздух (как в системах более высокого класса). вентилятор помогает холодильникам). Этот процесс правильно называется «фазовым преобразованием», или, говоря простым языком, парокомпрессионным холодильным циклом, что является причудливым названием термодинамического процесса, который обычно используется для теплопередачи.

Для пояснения четыре основных этапа теплового насоса работают следующим образом: 

  1. Процесс начинается, когда хладагент находится в состоянии, известном как насыщенный пар. Этот насыщенный пар поступает в компрессор , где повышается давление и, соответственно, температура.
  2. Горячий пар затем проходит через конденсатор, где он конденсируется обратно в жидкую форму. Результатом этой конденсации является потеря тепла хладагентом. Это то, что сейчас происходит в каждом бытовом холодильнике, и почему сзади тепло, так как тепло рассеивается через охлаждающие ребра.
  3. Затем жидкий хладагент проходит через расширительный клапан, где давление падает, и жидкость становится намного холоднее. В этот момент жидкость обычно холоднее, чем пространство, которое необходимо охладить.
  4. Наконец, холодная жидкость, которая теперь частично испаряется из-за перепада давления, проходит через испаритель, который обычно состоит из змеевика или длинных трубок. Затем вентилятор обдувает змеевик или трубки воздухом, охлаждая воздух. Это заставляет хладагент испаряться внутри трубок, возвращая его в исходное состояние насыщенного пара.

По сути, хладагент вынужден проходить циклы конденсации и испарения, при которых температура и давление значительно повышаются и падают. Эти колебания температуры затем используются для нагрева или охлаждения потока воздуха или воды, в зависимости от применения.

Объяснение тепловых насосов — как работает цикл хладагента в тепловых насосах или холодильниках

Чем тепловой насос отличается от холодильника?

Бытовые тепловые насосы с реверсивным режимом работы могут обеспечивать как отопление, так и охлаждение за счет реверсирования потока тепла снаружи внутрь, что обычно не подходит для холодильника! Некоторые модели можно даже использовать для эффективного и экономичного нагрева горячей воды для бытовых нужд. Принцип работы тепловых насосов в холодную погоду и их эффективность зависят от выбранного типа установки теплового насоса.

  1. Центральные тепловые насосы типа «воздух-воздух»  извлекают тепло из наружного воздуха и конденсируют эту энергию до тех пор, пока не станет достаточно жарко, чтобы всем было комфортно тепло внутри дома зимой, или, наоборот, летом, поддерживая комфортную прохладу внутри дома в жару погода.
  2. Геотермальные тепловые насосы используют тепловую энергию, хранящуюся в воде под поверхностью земли, для обогрева домов и предприятий, но из-за стоимости и сложностей, которые могут привести к проблемам с надежностью, мы обычно рекомендуем использовать их для большей площади поверхности. использовать.
  3. Бесканальные тепловые насосы  в отличие от центральных систем тепловых насосов обеспечивают подачу теплого или холодного воздуха непосредственно в жилые помещения в доме через отдельные воздухораспределители. Чаще всего их модернизируют в традиционных домах с неканальным отоплением, и их, вероятно, лучше всего зарезервировать для дополнительного использования в качестве реконструкции отопления, когда исходная вторая система отопления остается в качестве резервного источника тепла для теплового насоса в очень холодную погоду или при отключении электроэнергии.

Если дом уже отапливается печью центрального отопления, работающей на ископаемом топливе, которая подлежит замене, замена высокоэффективного центрального теплового насоса предлагает энергоэффективный и более устойчивый способ согреться зимой или охладиться в разгар лета. .

Это немного объясняет науку о тепловых насосах, но что именно делает тепловые насосы такими интересными для отопления и охлаждения жилых помещений? И какие тепловые насосы являются лучшими по эффективности и надежности и какие лучше всего работают в холодном климате? Преимущества тепловых насосов довольно многочисленны, давайте сейчас рассмотрим некоторые из них.

Каковы преимущества отопления тепловым насосом?

Прежде всего, количество энергии, обычно необходимое для работы компрессора и вентиляторов или насосов в тепловом насосе, обычно значительно меньше, чем количество тепла, которое может быть перемещено или, с практической точки зрения, «генерировано». Производительность теплового насоса обычно измеряется так называемым «коэффициентом производительности» или COP. COP — это количество переданного или перемещенного тепла, деленное на количество энергии, необходимой для перемещения этого тепла. COP среднего теплового насоса для жилых помещений обычно составляет около 3, что означает, что на каждую единицу энергии, подаваемой в систему отопления, передается 3 единицы. По сравнению с электрическим нагревателем плинтуса, КПД которого равен 1 (каждая единица энергии, вложенная в электрический плинтус, выходит в виде тепла), тепловые насосы внезапно становятся весьма привлекательными!

Еще одно интересное преимущество тепловых насосов по сравнению с другими системами отопления или охлаждения жилых помещений заключается в том, что тепловой насос можно настроить как для обогрева, так и для охлаждения. Описанный выше термодинамический цикл можно обратить вспять, чтобы переключить его с одной функции на другую. Вместо того, чтобы брать тепло снаружи для обогрева дома внутри зимой, реверсивный тепловой насос также может брать тепло изнутри и выбрасывать его наружу для охлаждения дома летом.

Это может помочь сэкономить деньги на закупочной цене и расходах на техническое обслуживание, поскольку теперь у нас есть одна машина, выполняющая работу, которую раньше выполняли две. Это также может помочь сэкономить место для хранения в подвале, поскольку центральные тепловые насосы обычно меньше, чем эквивалентная комбинация газовой печи и кондиционера.

Другие интересные преимущества включают улучшенное качество воздуха в помещении, так как топливо не сжигается и не выбрасывается, а система всегда подает свежий воздух в дом. Тепловые насосы также весьма универсальны; их можно использовать для нагрева поступающего снаружи воздуха или в качестве теплового насоса типа «воздух-вода» для производства горячей воды в жилых помещениях. Тепловые насосы также используются в сочетании с геотермальным отоплением и охлаждением, когда тепло либо берется из земли, либо возвращается обратно в землю.

Тепловые насосы могут звучать как довольно волшебное устройство, которое может выполнить все; однако у них есть несколько важных недостатков. Во-первых, их производительность очень сильно зависит от климата. В очень холодном климате, где температура часто опускается ниже -10 градусов по Цельсию, тепловые насосы могут стать менее эффективными, если не выбирать тепловые насосы последнего поколения для холодного климата.

Хотя тепло по-прежнему можно извлекать из холодного воздуха, только самые лучшие тепловые насосы подходят для очень низких температур по двум причинам: 1) COP имеет тенденцию значительно падать в очень холодную погоду, что сводит на нет преимущество эффективности; 2) В более холодном климате, таком как большая часть Канады и северных штатов, потребность дома в отоплении, как правило, намного выше, чем потребность в охлаждении. Настолько, что в домах с умеренной изоляцией использование теплового насоса в качестве единственного источника тепла может оказаться нецелесообразным.

Работают ли тепловые насосы в холодном климате?

Вообще говоря, в более холодном климате, если дом не является исключительно эффективным, традиционно рекомендуется использовать тепловой насос с электрическим плинтусом или каким-либо другим видом отопления, чтобы дом оставался теплым в самые холодные зимние дни. Однако можно привести аргумент в пользу инвестирования в дополнительную изоляцию в новых домах, а не в дополнительное производство тепла, чтобы тепловой насос мог работать с более оптимальной эффективностью, поскольку потребуется меньшая мощность.

Кроме того, при правильном утеплении и правильно спроектированном доме для пассивного получения солнечного тепла можно даже безопасно обогревать дома в самые холодные зимние дни, используя только тепловой насос. Обратите внимание, что, хотя система может сэкономить деньги в долгосрочной перспективе, первоначальные затраты на тепловые насосы, как правило, немного выше, чем на другие системы, особенно если также требуется вторая резервная система отопления.

Наконец, тепло, выделяемое тепловым насосом, обычно менее интенсивно, чем в обычной печи. Например, тепловой насос обычно вырабатывает тепло при температуре от 32 до 37 градусов по Цельсию, что немного ниже температуры тела. Для сравнения, типичная печь на ископаемом газе будет генерировать тепло при температуре около 50 градусов по Цельсию, что намного комфортнее в холодный зимний день. Некоторые люди находят низкотемпературный нагрев немного неудобным в холодную погоду, особенно в плохо изолированном доме.

Таким образом, когда вы ищете новую систему центрального отопления и охлаждения для дома, обязательно следует рассмотреть вопрос о тепловом насосе, тем более что многие штаты стремятся запретить системы отопления, работающие на ископаемом топливе. Насколько это целесообразно, будет зависеть от того, насколько хорошо утеплен дом, от климатической зоны и от того, насколько рациональны будущие владельцы.

В доме с суперизоляцией тепловой насос может обеспечить все необходимое тепло и комфорт, но в доме, построенном по минимальным нормам, может быть разумным использовать резервный источник тепла. Таким образом, домовладелец или строитель должен найти компромисс между инвестициями в изоляцию или дополнительную систему отопления. В любом случае, тепловые насосы, безусловно, являются очень эффективным источником тепла и охлаждения для домов, и во многих случаях преимущества могут перевешивать недостатки.

У нас также есть руководство по водонагревателю с гибридным электрическим тепловым насосом воздух-вода, который заимствует эту эффективность и значительно сокращает потребление энергии, необходимой для удовлетворения наших потребностей в горячей воде для бытовых нужд.

Теперь

мы объяснили тепловые насосы и принцип их работы , узнайте больше о эффективном отоплении дома  и о том, как уменьшить углеродный след дома  на следующих страницах и в EcoHome   Руководство по экологическому строительству .