Установка тепловых насосов для отопления домов


Установка теплового насоса в частном доме своими руками.Тепловой насос — это устройство, переносящее тепловую энергию в помещение из окружающей среды. Его работа напоминает принцип действия холодильника, разница лишь в том, что он выводит тепло наружу, а тепловой агрегат — вовнутрь. Если отапливать дом с помощью теплового насоса, то он вполне справится с задачей при условии температурного режима за окном не ниже расчетного уровня. Более низкая температура требует подключения традиционного отопительного котла.

Устройство и принцип работы насоса

Все нижеперечисленные элементы устройства аппарата связаны между собой:

  1. Испаритель,
  2. Теплоноситель, обычно это вода,
  3. Подключенный к электропитанию компрессор,
  4. Хладагент,
  5. Теплообменник (конденсатор),
  6. Терморегулятор.

Тепловые насосы Waterkotte - надежное оборудование.Принцип действия насоса следующий. Забирая тепло из воздуха, воды или грунта, теплоноситель проходит сквозь испаритель и отдает его внутреннему контуру, наполненному хладагентом.

Хладагент — это такое вещество, которое обладает низкой температурой кипения, поэтому быстро преобразуется в пар. Этот пар забирает компрессор, сжимает его, чем повышает его температуру, после этого выталкивает в конденсатор, где нагретый хладагент отдает тепло теплоносителю отопительной системы дома, а затем вновь принимает жидкое состояние. Затем цикл повторяется.

Температура воздуха поднялась до нужной отметки, значит, терморегулятор останавливает работу компрессора, разомкнув цепь. Если температура понизилась — вновь терморегулятор замыкает цепь и обогрев возобновляется.

Говоря об эффективности теплового насоса, следует разобраться с понятиями. Коэффициент полезного действия (КПД) заменяется на коэффициент передачи тепла (КПТ). Данный тепловой аппарат поглощает определенный объем электроэнергии, взамен отдавая тепловую энергию. Поэтому обычно примерно 70% тепла получается от природы, 30% же расходуется оборудованием. Расходы на отопление сокращаются на 70%.

Преимущества применения

Насос имеет целый ряд положительных характеристик:


  1. Геотермальный насос использует для отопления температуру глубинных слоев земли.Аппарат универсален, так как способен и в жаркую погоду приносить пользу. Ведь он может выводить и избыток тепла из дома.
  2. Возможно использование в любом месте.
  3. Экономичен.
  4. Экологически безопасен.
  5. Пожаробезопасен и взрывобезопасен на 100%.
  6. Отсутствие шумного механизма работы.
  7. Аппарат надежен, его работа осуществляется независимо от поставок топлива.
  8. Совместимость с системами отопления.
  9. Возможность выбора подходящей мощности.

Правила установки тепловых насосов

Воздушные тепловые насосы - еще один вид автономных тепловых насосов.Перед установкой и даже покупной следует составить проект геотермального отопления. Предварительно нужно произвести расчет теплопотери в помещении. Это требуется для подбора наиболее эффективного теплового насоса, который будет способен на снабжение энергией в необходимом количестве круглый год. Для установки оборудования требуется оценка технических условий.


Если вы желаете приобрести тепловой насос, который берет энергию из земли, тогда следует изучить свойства грунта, его состав и глубину промерзания грунта. Перед установкой проводятся работы по бурению отверстия на необходимую глубину.

Насос «вода-вода» требует изучения водоема и глубину его промерзания. Затем следует вычислить необходимую длину контура и оптимальную глубину для погружения рукава.

Средняя стоимость подготовительных и проектировочных работ без бурения составляет 35 тысяч рублей.

Сама установка тепловых насосов не требует много времени и при благоприятной погоде занимает примерно 2-3 рабочих дня.

Монтаж теплового насоса «под ключ»: этапы работ

Чтобы произвести установку геотермального насоса, у которого вертикальный внешний контур, нужно следовать четко намеченному плану работ, который заключается:

  1. Тепловой насос геотермального типа подойдет для частного дома, расположенного в любой климатической зоне.В бурении скважины,
  2. Установке зондов и их погружении на глубину,
  3. Погружении коллектора, в который установлены теплообменники,
  4. Опускании труб с теплоносителем и хладагентом,

  5. Разводке труб, соединении и обжатии всех элементов,
  6. Горизонтальном подведении труб к дому при условии соблюдения всех норм и правил,
  7. Установке баков горячей воды, которые снабжены нагревательным элементом, термометром и датчиком температурного режима (существуют модели со встроенными баками, в этом случае затраты времени и средств на установку сокращаются),
  8. Подключении к электросети и «пропитывание» системы,
  9. Подключении к системе отопления дома,
  10. Пробном запуске системы.

Есть вариант монтажа геотермального насоса, во время которого трубный контур погружается под землей горизонтально ниже глубины промерзания почвы. Специалисты рекомендуют укладывать на 1,2 – 1,5 метра, при этом диаметр трубы из пластика равен 4 см, интервал между трубами составляет примерно 1 метр. Прокладывают 500 метров трубопровода на площади в 5 соток, если хотят получить на выходе 10 кВт.

Прокладка коммуникаций для обустройства геотермального насоса и системы отопления.Плюсы этого способа заключаются в том, что не требуется бурение скважины, однако земляных работ все же не избежать. Этим методом затраты на установку снижаются, если сравнивать с бурением.

Установка аппарата, который использует энергию воды, нуждается в укладке более короткого контура. Проложив 250 метров трубопровода по дну, можно получить 10 кВт.


Если выбрана модель «воздух-вода», то финансовые и временные затраты будут минимальными. В этом случае не нужно производить ни бурение скважины, ни другие виды земляных работ. Все что нужно это правильно закрепить внешний блок на твердом основании рядом с домом и провести его соединение с внутренним блоком.

Монтаж специалистами

Установкой теплового насоса должны заниматься компании, которые имеют специалистов, прошедших обучение и сертификацию у разработчиков данного оборудования. Причинами для этого являются:

  • Довольно высокая стоимость тепловых насосов, поэтому случайное повреждение может привести к вынужденным дополнительным расходам,
  • Тепловые насосы являются высокотехнологичным оборудованием. Небольшая неточность при установке способна привести к снижению эффективности работы или даже отказу работы системы,
  • Скрытые погрешности монтажа со временем чреваты серьезной поломкой.

Зачастую установкой оборудования занимаются люди без профессиональной подготовки, что приводит к увеличенному потреблению электроэнергии тепловым насосом, чем при грамотно проведенной работе по монтажу.

Последовательность этапов монтажа геотермального отопления.

1. Детальный расчет теплопотерь здания.


установка тепловых насосов

Предусматривает вычисление количества тепловой энергии, которая теряется в конкретном помещении за определенный период времени. Это переменный параметр. Максимальных показателей он достигает в холодный период года. На уровень теплопотерь влияют:

  • качество теплозащиты стен и окон здания;
  • актуальный температурный режим в здании и снаружи;
  • количество воздуха, подаваемого в помещение с улицы (сквозняк), приточная вентиляция — на обогрев воздуха тратится много энергии.

На основании этих данных определяется мощность теплового насоса, а также размер и количество радиаторов отопления (теплого пола) для каждого помещения.

2. Проектирование систем внешнего контура (коллекторов).

Существует три основных варианта устройства наружного контура:

горизонтальный вертикальный озерный коллектор                горизонтальный коллектор                     вертикальный коллектор                   погружение в водоем

Для определения параметров и выбора между горизонтальным, вертикальным и озерным (речным) коллекторами, учитываются следующие параметры:

  • климатические характеристики региона;
  • состав грунта;
  • уровень грунтовых вод;
  • размеры и форма участка;
  • наличие водоёма рядом с участком.

На основании этих параметров определяется глубина, площадь и конфигурации геоконтура. В случае погружения зонда в воду, ключевыми факторами являются площадь и глубина водоема, а так озеро это (стоячая вода), либо река (проточная вода).

3. Монтаж коллекторов.

Горизонтальный коллектор

горизонтальный коллекторГоризонтальный коллектор укладывается на глубине 1,2-1,5 метра (ниже уровня промерзания), либо сплошным «полем», либо в траншеях, «обходя» здания, деревья и другие препятствия. Чтобы смонтировать систему геотермального отопление для здания площадью примерно 200 м2 (при мощности ТН – 15 кВт) необходимо уложить около 600 метров трубы на глубину 1,2-1,5 метра. Для этого понадобиться выделить площадь около 600-700 м2. В дальнейшем, эту обширную территорию можно использовать как лужайку, огород и пр. Не допускается асфальтирование, высаживание крупномерных деревьев, возведение строений на этой территории, так как это не позволит происходить процессам естественной теплорегенерации коллектора (доступ осадков и солнца).

Вертикальный коллектор


вертикальный коллекторУстройство вертикального геотермального коллектора заключается в бурении нескольких вертикальных скважин с последующим погружением в них грунтовых зондов. Глубина бурения зависит от состава грунта, располагаемой площади и конфигурации участка. Для установки геотермального отопления мощностью 15 кВт необходимо пробурить 3 коллектора приблизительно по 100 метров глубиной каждый. Расстояние между коллекторами должно быть не менее 8 метров. Не допускается прохождение ближе 1,5 метров к коллектору водопровода и канализации.

Данный способ более материально затратный, но не требует выделения обширных площадей и масштабных земляных работ, что особенно актуально, если работы по озеленению участка уже проведены.

Озерный (речной) коллектор

озерный коллекторОзерный коллектор имеет самую низкую стоимость монтажных работ, в виду того что не требует проведения буровых и земляных работ. Обладает довольно неплохими теплоемкостными характеристиками — температура воды, около дна, никогда не опускается ниже +4С. Самым главным ограничением применения этого вида коллектора (помимо наличия самого водоема) являются следующие факторы:


  • площадь и размеры водоема должны быть достаточными, что бы суметь компенсировать теплоотбор, без вредя для экосистемы;
  • вероятность повреждения геоколлектора рыболовецкими снастями (сети, удочки и пр.);
  • возможны запретительные меры со стороны экологических инстанций. Так как, используемый в качестве теплоносителя гликоль, в случае аварийных ситуаций, может попасть в водоем и вызвать его загрязнение.

4. Монтаж теплового насоса.

монтаж теплового насосаПосле того как смонтирован внешний контури трубы от коллектора заведены в здание, происходит монтаж (обвязка) самого теплонасоса и всего сопутствующего оборудования: буферная емкость, бак-аккумулятор, расширительный бак, циркуляционные насосы, модули управления несколькими контурами (теплый пол, радиаторы, бассейн, бак-ГВС и пр.). Сюда же входят работы проведение комплекса электромонтажных работ, монтаж датчиков наружной и комнатной температуры.

5. Стадия пусконаладочных работ.

К этим работам относятся следующие операции:

  • подключение и наладка автоматики;
  • регулировка балансировочных клапанов геоконтуров;
  • установка рабочих параметров системы, программирование температурных режимов работы.

Принцип работы теплового насоса

Теплоноситель забирает тепло из грунта, воды или воздуха, проходит через испаритель, отдавая его внутреннему контуру, который наполнен хладагентом. Хладагентом служит вещество, обладающее низкой температурой кипения, которое уже при +5оС превращается в пар. Компрессор засасывает пар хладагента, сжимает его, повышая таким образом температуру, потом выталкивает в конденсатор, где горячий хладагент отдает тепловую энергию теплоносителю отопительной системы здания и возвращается в жидкое состояние. Начинается новый цикл.

После того, как в доме температура воздуха поднимается до определенного уровня, терморегулятор останавливает работу компрессора, размыкая электроцепь. При понижении температуры терморегулятор вновь замыкает цепь, обогрев возобновляется.

Если говорить об эффективности подобного оборудования, то для определения этого параметра не применяется понятие кпд — оно заменяется понятием КПТ (коэффициент передачи тепла). Подобное тепловое оборудование тратит определенный объем электроэнергии, а приносит тепловую энергию. Чаще всего получается, что примерно 70% тепла для отопления получается от природы и только 30% расходуется на работу устройства, то есть, отопление становится дешевле на 70%.

Преимущества использования:

  • экономичность;
  • возможность использовать в любом месте;
  • экологическая безопасность;
  • универсальность (в жаркую погоду может выводить из дома избыток тепла);
  • стопроцентная пожаро- и взрывобезопасность;
  • надежность и независимость от поставок топлива;
  • отсутствие шума;
  • совместимость с любой системой отопления;
  • возможность выбора мощности.

Виды тепловых насосов

Это оборудование классифицируется по двум показателям: принципу работы и методу забора тепла. По принципу работы различаются два вида:

  1. парокомпрессионный тепловой насос — для работы требуется электроэнергия;
  2. абсорбционный — работает на тепловой энергии.

По методу забора тепла все установки делятся на три вида:

  1. геотермальные тепловые насосы — забирают тепловую энергию из земли или воды;
  2. воздушный тепловой насос — забирает тепловую энергию из воздуха;
  3. на утилизированном тепле — используют тепло из вентиляции (можно устанавливать в промышленности, где в процессе производства образуется избыток тепла).

В частных домах можно использовать оборудование 3-х видов:

  1. земля-вода;
  2. воздух-воздух;
  3. вода-вода.

Тепловой насос грунт вода забирает тепло земли, накопленное от солнца. На глубине 5-7 метров температура имеет одинаковое значение практически круглый год. Теплообменник забирает тепло и передает хладагенту. В зависимости от геологии и площади участка можно использовать горизонтальный или вертикальный коллектор. Горизонтальный укладывается под верхний слой грунта, для вертикального необходимы скважины глубиной 50-150 метров.

Тепловой насос воздух воздух забирает тепло из наружного воздуха и передает воздуху, используемому для отопления. В этом случае нет необходимости использовать воду в качестве теплоносителя. Но этот вид оборудование можно использовать только в южных регионах. Насос вода вода забирает тепло из озера, реки или скважины. По конструкции он практически не отличается от устройства грунт-вода, но более эффективен (температура воды выше).

Распространенные ошибки монтажа

Специалисты выделяют ряд характерных ошибок, допускаемых при неквалифицированном монтаже геотермальных и водяных насосов:

  • Занижение проходного сечения труб первичного теплообменника.
  • Недостаточная глубина закладки змеевика и несоблюдение расстояния между зондами.
  • Неправильный выбор материалов для тампонирования скважин.
  • Использование компрессионных фитингов и полипропиленовых труб.

Установка тепловых насосов для отопления домов

В результате насос не выходит на расчетную производительность, а теплообменник перемерзает или теряет герметичность. Исправление таких ошибок – сложная и затратная процедура. В лучшем случае удастся обойтись установкой дополнительного первичного контура или увеличить количество зондов, а в худшем – переделывать заново.

Самостоятельный, или кустарный монтаж теплового насоса – задача практически неосуществимая. Эту работу лучше доверить авторизированным организациям с аттестованными специалистами. Самостоятельная установка даже самого простого аэротермального насоса – это потеря гарантии производителя. Учитывая цены на оборудование, экономить на монтаже не стоит.


Использованные источники

  1. kotel.guru/alternativnoe-otoplenie/teplovye-nasosy/stoimost-ustanovki-teplovyh-nasosov.html
  2. geoteplo.by/o_tehnologii/ustanovka-teplovogo-nasosa/
  3. to-biz.ru/biznes-na-ustanovke-teplovyx-nasosov-dlya-otopleniya-domov/
  4. geopumps.ru/info/articles/montazh-teplovykh-nasosov/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.