Уже много лет используют тепловые насосы как частных домах, так и магазинах, предприятиях - заводах и в сельском хозяйстве. Основные используемые альтернативные источники - это земля и воздух. На заводах используют тепловые насосы производимые холод, где тёплую сторону пускают на отопление, вентиляцию и подогрев воды, а избыточное тепло сбрасывается на улицу, через куллер.
Для выбора теплового насоса требуется знать его назначение и определится с альтернативным источником тепла, какой будет использоваться.
- Назначение тепловых насосов.
Использование тепловых насосов для холода и подогрева воды или для отопления и приготовления горячей воды, а так же для нагрева бассейна.
- Использование тепловых насосов на холод и подогрев горячей воды, в основном используется на заводах с молочной продукцией для охлождения холодельный камер, хранение молока и его изготовления. Тёплоноситель на охлождение - вода, берется из буферной ёмкости - холодная сторона. Подогрев горячей воды осуществляется через теплообменник сделанный по схеме проточного типа.
А догрев для горячей воды 60С осуществляется бойлером косвенного нагрева. Для дезинфекции молочного оборудования догрев осуществляется сипмойкой до 80-90С за счёт пара от парового котла. 2. Использование теплового насоса для отопления и приготовлении горячей воды, в основном используется в частных домах, коттеджах, магазинах и для административных зданий.
Для охлождения в летний период используется пассивное охлаждение, если используется альтернативный источник земли с геотермальным контуром. Активное охлождение с геотермальным контуром неактуально, лишнии затраты на этектричество, дополнительное оборудование и дискомфорт, переплата за тепловой насос - дополнительная опция. Дискомфорт - Вы не можете одновременно включить тепло на тёплый пол, а холод на фанкойлы или рекуператор.
- Геотермальный контур.
Качество съёма тепла с геотермального контура напрямую зависит от геологии, используемой трубы и её сечения. Самым эффективным бурение в суглинестой местности считается наклонной бурение, так как основная часть трубы находится в водоносном слое поверхностных грунтовых вод, где быстрей происходит теплообмен за счет движения воды. В песочных грунтах зонд эффективно работает и при вертикальном бурении.
Расчёт длины бурения берется от мощности теплового насоса 25 метров на 1 кВт. Пример: 10 кВт тепловой насос * 25 метров = 250 метров суммарной длины геотермального контура.
Внимание: стоит учитывать сечение трубы до геотермального коллектора по производительности м.куб в час. При увеличении длины трассы, потребуется увеличить сечение на размер.
Также стоит исключить вентильную арматуру, ставить только шаровую арматуру, вентиль гасит скорость и производительность падает. Так же стоит учитывать производительность циркуляционного насоса на геотермальном контуре, если он не встроен. Характеристики указаны в паспорте, которые Вы должны сравнить при работе теплового насоса сложив расход с каждого зонда. Да, на каждый геотермальный зонд, требуется устанавливать расходомер, для настройки равномерного расхода жидкости в каждом зоне. Фильтр грубой очистки установить на размер больше от сечения трубопровода, что сделает свободный проход жидкости, так как житкость имеет вязкость и сетка фильтра снижает площадь проходимости. Пример: расход жидкости в геотермальных контурах (суммарно) для теплового насоса мощностью 14 кВт 3.3-3.4 м.куб в час, а для 15 кВт уже 4 м.куб в час, будет больше пойдёт перемерзание зондов, не берите с запасом, как истенная русская душа)).
- Подбор оборудования для теплового насоса.
Хочу сразу сказать, что независимо какой у Вас будет компрессор в тепловом насосе, обычный или инверторный, при любом компрессоре требуется использовать буферную ёмкость.
Буферная ёмкость - это промежуточная ёмкость для скопления тепловой энергии, которая устанавливается между тепловым насосом и системой отопления. Для чего она нужна? Буферная ёмкость нужна для временной работы системы отопления, когда в этот момент происходит восстановление температурного режима вокруг зондов - происходит востановительный процесс температуры вокруг зонда - холод отходит, а тепло восстанавливается.
- Объем буферной ёмкости для теплового насоса, как рассчитать:
- С геотермальным контуром расчёт берется от мощности теплового насоса - 30 литров на 1 кВт. Пример: тепловой насос 10 кВт * 30 литров = 300 литров нужна буферная ёмкость.
- К воздушным тепловым насосом расчёт берется от объёма теплоносителя для оттаивания на 1 кВт мощности теплового насоса, обычно это 10 литров. Эти характеристики указывает производитель оборудования в паспорте. Пример: воздушный тепловой насос 10 кВт * 10 литров = 100 литров требуется буферная ёмкость.
Правильная работа буферной ёмкости это правильное подключение, напрямую зависит на эффективность работы теплового насоса.
- Приготовление горячей воды и объем бойлера.
Объем бойлера косвенного нагрева зависит от потребности и расхода горячей воды. Существуют тепловые насосы со встроенным бойром, где уже сделана внутренняя обвязка с трехходовым смесителем. С отдельно стоящим бойлером требуется дополнительно докупить трехходовой смеситель с сервоприводом. Установка трехходового смесителя производиться на подаче от теплового насоса, где дальше расходиться на буферную ёмкость и на теплообменник бойлера. В такой схеме работает приоритет ГВС. Внимание: учитывайте что не каждый бойлер косвенного нагрева работает с тепловым насосом. Если использовать обычный бойлер который рассчитан для работы от газового или жидкотопливного котла, то потребуется изменить схему подключения бойлера. Вся загвостка в теплообменнике, где для теплового насоса теплообменник бойлера должен быть с быстрой и большой теплоотдачей.
- Мощность теплового насоса.
Подбор мощности теплового насоса берётся от расчетной требуемой мощности дома или здания 50%. Пример: для дома требуется газовый или электрический котёл 20 кВт, то тепловой насос потребуется в половину меньше - 10 кВт. Для тёплого пола расчёт будет идеальным, а вот для радиаторного отопления потребуется увеличить мощность радиатора в два раза, в расчётах получается на 1,96 раз. Пример: на комнату требуется радиатор 1800 Вт * 1.96 = 3528 Вт или 3.528 кВт.
Если Вы хотите установить тепловой насос в существующую систему отопления дома, то следует отследить весь цикл работы системы отопления за год, особенно в зимний период. При какой уличной температуре требуется температура теплоносителя в системе отопления. Так как тепловой насос максимум может нагреть тёплоноситель до 65С. При таком расчёте и подборе оборудования, вся система будет работать только на тепловом насосе, где не потребуется дополнительный источник тепла или включение дополнительных встроенных Тэнов. Но дополнительный источник тепла все равно потребуется устанавливать, если он не встроен, для подстраховки и резерва в случаи аварии теплового насоса.
- Дополнительные функции.
Модели тепловых насосов имеют дополнительную функцию для охлождения всего дома, за которую потребуется заплатить, что будет для Вас гораздо дороже. Но не имея такой функции можно собрать схему перед тепловым насосом, которая будет работать на охлождение и встанет гораздо дешевле, и её можно сделать в будущем. Выше уже написано, что с такой встроенной функцией будет дискомфорт, честно она не нужна.
Охлождение делается не только в частных домах, но и эффективно используется в магазинах для охлождения ветрин. Если использовать на ветрины кондиционеры, был пример: использовались два кондиционера по 3.5кВт, это потребляло электроинергию 7 кВт. А если использовать охлождение от геотермального контура, то расход был всего 245 Вт - мощность циркуляционного насоса.
- Гидравлическая схема - обвязка теплового насоса с оборудованием.
- Тепловой насос с геотермальным контуром.
Одна сторона теплового насоса подключается к геотермальному контуру - холодная сторона. Тёплая сторона теплового насоса подключается к буферной ёмкости, где на подачу устанавливается смеситель для переключения на теплообменник бойлера, для нагрева горячей воды.
Если в тепловом насосе не встроен дополнительный источник тепла - тэны, то потребуется установить на подачу электро котёл, с мощностью которую указывает производитель в паспорте.
В системе управления тепловым насосом, может быть дополнительное управление тэнами, что можно установить тэны в бойлер и управлять ими в случии аварии теплового насоса.
Подключение теплового распределительного узла - коллектор, подключается к буферной ёмкости.
- Воздушный тепловой насос для отопления и приготовления горячей воды.
Воздушные тепловые насосы для отопления и приготовления горячей воды подключаются по принципу геотермальных тепловых насосов, только у них меньше буферная ёмкость, и в которой обычно требуется дороботка для эффективности - это у настенных буферных ёмкостей. В напольных буферных ёмкостях есть дополнительные входы и выходы, где дороботка не требуется.
Так же тепловые насосы могут работать на охлождение дома в активном режиме.
- Воздушный тепловой насос для бассейна.
Бассейн можно нагревать от системы отопления или установить отдельный тепловой насос воздух-вода. Установка теплового насоса гораздо проще от геотермального. Требуется учитывать рекомендации производителя по его монтажу.
Дополнительно что потребуется дополнить: под монтаж на газоне следует поднять выше, что бы не всасывало мусор и траву, что ещё даст приоритет для слива воды на зиму. Установить над тепловым насосом навесик - крышу, и предусмотреть два щита, для закрытия на зиму передней и задней части теплового насоса.
