,28 марта 2014 15:04
Сравнение стоимости тепловой энергии, полученной с помощь традиционных топливных котлов и Воздушного Теплового Насоса(ВТН). Анализ показывает, что ежемесячные платежи при использовании ВТН сравнимы с оплатой за магистральный газ, лишь немногим уступая ему. При учете полной стоимости, которая включает стоимость самого оборудования и монтажа, тепловой насос воздушного типа оказывается существенно выгоднее. Но Воздушный Тепловой Насос обладает дополнительными преимуществами, отсутствующими в традиционных системах. По сути, это не только отопительная установка, а скорее Универсальная Климатическая Система для поддержания комфортного климата в доме круглый год, со всеми необходимыми функциями (нагрев, охлаждение, очистка и осушение воздуха), которые пришлось бы оплачивать отдельно при использовании традиционных форм отопления.

,28 марта 2014 15:02

Какие объекты можно отапливать с помощью воздушных тепловых насосов. Постоянное отопление без согласований и безумных затрат. Временное отопление арендованных и некапитальных помещений.

 

В течение последних 10 лет специалисты многих компаний, производящих климатическое оборудование работали над усовершенствованием тепловых насосов и в настоящее время освоены в производстве следующие концепции тепловых насосов:

– возможность работы теплового насоса до наружной температуры -30 ºС без существенной потери теплопроизводительности;

- технология универсального наружного воздушного, компрессорно-конденсаторного блока (ККБ). Теперь стало возможным построение различных по назначению и комфортности систем на базе одного и того же блока ККБ (наружного воздушного блока). Например, такой блок может быть использован для воздушного отопления, для теплоснабжения теплого пола, для теплоснабжения приточной установки, для теплоснабжения системы горячего водоснабжения.

- технология рекуперации тепла – возможность утилизации тепла компьютерной техники, торгового холода и перекачивание этого тепла в приточные установки и в систему отопления.

Какие задачи можно решать тепловыми насосами.

1. Отопление отдельно взятых помещений (одна комната, производственное помещение, склад). Проще всего использовать парную конфигурацию: один внутренний блок присоединен к одному наружному. В зависимости от величины помещений (от величины теплопотерь) выбирается соответствующая модель (теплопроизводительность) теплового насоса и их количество на объект. Очень важно в этом случае определиться с комфортностью системы отопления. На этот показатель сильнее всего влияет конструкция внутреннего блока теплового насоса. Понятно, что чем выше требования к комфорту, тем дороже такое решение.

2. Отопление нескольких помещений (коттедж, квартира, небольшой офис). Здесь возможны несколько вариантов:

- воздушное отопление фреоновыми блоками

- водяное отопление теплым полом или радиаторами

- система отопления / кондиционирования, имеющая функцию рекуперации, когда за счет тепла кондиционирования в летнее время получают горячую воду, или подогревают бассейн.

Конечно, самое комфортное решение для жилья – теплый пол, тем более, что такая система дает возможность получать от теплового насоса горячее водоснабжение. Эффективность такой системы отопления сильно зависит от места расположения и от особенностей климата. Например, для Москвы показатель энергоэффективности за отопительный период составляет SСОР = 3. Необходимо понимать, что для систем отопления неуместно говорить о «сроке окупаемости»: сейчас не строят здания без систем отопления. Корректно говорить о сравнении двух показателей: «первоначальные затраты на оборудование и монтаж» и «эксплуатационные затраты» для систем отопления с разными источниками тепла. Практика внедрения тепловых насосов в странах СНГ показывает, что определяющим здесь является показатель «начальных затрат» - если на объекте нет газа, то отопительная установка на воздушных тепловых насосах зачастую оказывается дешевле, чем отопительная система на газе, т.к. подвод магистрали к дому тоже стоит немалых денег.

3. Отопление здания целиком. Техническое решение зависит от типа здания и от требований к комфортности воздушной среды. На сегодняшний день на практике реализованы следующие варианты:

- торговые комплексы. Используется воздушное отопление с верхним расположением воздухораспределительных устройств. Комфортность таких систем достаточна для зданий общественного назначения, поскольку в них посетители не снимают верхней одежды, а для персонала создаются отдельные изолированные зоны со своим микроклиматом.

- здания производственного и складского назначения. Используется воздушное отопление, с развитой системой воздухораспределения (типа приточной установки, работающей в режиме рециркуляции), в которой источником тепла служит воздушный тепловой насос. По такой же схеме реализуется отопление конференц-центров и кинотеатров, основное требование к которым в настоящее время – подача достаточного количества подготовленного (подогретого свежего) воздуха при проведении мероприятий, а в дежурном режиме поддерживание минимальных параметров комфортности.

- здания офисного типа. В зависимости от класса офисного здания возможна система воздушного отопления на фреоновых внутренних блоках (они же осуществляют кондиционирование) мультизональных систем, или отопление подоконными конвекторами или фанкойлами, горячую воду для которых дают теплообменные блоки фреон-вода, включенные в состав мультизональных систем, а охлаждение обеспечивается внутренними блоками мультизональой системы. Такая система может утилизировать тепло, выделяемое компьютерными офисными системами и за счет него отапливать помещения.

- здания гостиничного типа. Техническое решение в значительной мере зависит от архитектурных особенностей здания. При сплошном панорамном остеклении единственная возможность комфортного отопления – встраиваемые в пол конвекторы, для которых горячую воду готовят мультизональные системы гибридного типа. Кондиционирование осуществляется от фреоновых блоков «гостиничного» типа, расположенных у входа в номер. Такое решение позволяет в летнее время горячую воду на санитарные нужды получать бесплатно, за счет тепла кондиционирования.

- жилые многоэтажные здания. Система отопления объединяет несколько квартир, например 4..6 на одной лестничной площадке, теплогенератором служит наружный блок, устанавливаемый на кровле или лоджии. В каждой комнате устанавливается фреоновый внутренний блок, осуществляющий отопление и кондиционирование. Особенность системы в том, что регулирование температуры в каждом помещении возможно производить индивидуально, в зависимости от пожеланий пользователя.

,28 марта 2014 14:54



Можно ли передать тепло от более холодного тела более теплому? Можно ли забрать тепло из морозного зимнего воздуха? Если ответить ДА, тогда станет возможным обогрев дома с помощью улицы, а точнее, с помощью переноса тепла снаружи вовнутрь. Только, как это сделать и каков наш выигрыш?

Второе начало термодинамики гласит: Теплота может переходить самопроизвольно только в одном направлении, от более нагретого тела к менее нагретому, и такой процесс является необратимым. Поэтому все традиционные системы отопления строятся на том, чтобы нагреть некий теплоноситель (чаще всего воду), до температуры более высокой, чем требуется для комфорта, а затем этот теплоноситель привести в соприкосновение с более холодным воздухом помещения, и тепло само, согласно 2-му началу термодинамики, перейдет к этому воздуху, нагрев его. А это и есть парадигма современного отопления: хочешь согреть человека – согрей воздух, в котором он находится! А для нагрева теплоносителя требуется сжигать топливо, поэтому во всех этих формах отопления задействован процесс горения со всеми вытекающими последствиями (пожароопасность, выбросы углекислого газа, резервуар для хранения топлива или не очень эстетичная труба у стены дома). Но запасы топлива хоть и велики, но не безграничны. А если это невозобновляемый расходный материал, который когда-то должен закончится, то и не стоит удивляться, что цена на него постоянно растет и будет расти в дальнейшем. Вот если бы удалось использовать для процесса нагрева какой-нибудь восполняемый источник теплоты, тогда и процесс роста стоимости удалось остановить (или притормозить) и избавиться, быть может, от отрицательных последствий процесса горения. Одним из первых, 1849 году об этом задумался Уильям Томпсон, английский физик, впоследствии ставший известным как лорд Кельвин. Можно ли необходимое тепло получить не путем нагрева, а путем переноса, забрав его где-то снаружи, и перенеся вовнутрь помещения. Тот же 2-й закон термодинамики говорит, что можно пустить тепло в обратном направлении, передав его от более холодного (например, от наружного воздуха) более теплому (воздуху внутри помещения), но для этого нужно затратить энергию (или как говорят физики –совершить работу). Какое тепло может быть в холодном воздухе? –скажете вы. Тогда ответьте на один вопрос: -15⁰С теплее, чем -25⁰С? Правильно теплее! Если забрать энергию у воздуха -15⁰С, тогда он охладится, скажем, до -25 С.  Но как забрать эту энергию и можно ли её использовать? В 1852 году лорд Кельвин сформулировал принципы работы тепловой машины осуществляющей перенос тепла от источника с низкой температурой к потребителю с более высокой температурой, назвав это устройство «умножителем тепла», которое сегодня известно под названием «тепловой насос». В качестве таких источников могут выступать грунт, вода в водоемах и скважинах, а также окружающий воздух. Все они содержат в себе низкопотенциальную энергию, накопленную от солнца.  Надо только научиться забирать её и преобразовывать в более высокотемпературную форму, пригодную для использования. Все эти источники носят возобновляемый характер и абсолютно экологичны. Мы не вносим в систему «Земля» никакого дополнительного тепла, а просто перераспределяем его, забирая в одном месте(снаружи) и передавая в другое (внутреннему потребителю). Это и есть совершенно новый подход к созданию комфортного климата в помещении. Снаружи, температура меняется в широких пределах: от «очень холодно» до «очень жарко», а человек комфортно чувствует себя в достаточно узком интервале температур +20..+25⁰С, и именно эту температуру он создает у себя в доме. Если температуру в доме требуется повысить (обогрев зимой), можно взять недостающее тепло с улицы и перенести его в дом, а не создавать источник повышенной температуры внутри, сжигая топливо(традиционные котлы)! А если температуру в доме требуется понизить (охлаждение летом), лишнее тепло можно убрать, перенеся его из помещения на улицу. Последнее реализуется через всем нам привычные кондиционеры. Итак, что мы имеем? Для обогрева помещения мы используем одни устройства: котлы, печи и т.п., работающие за счет сжигания топлива внутри, а для охлаждения – другие: кондиционеры, переносящие избыточное тепло из дома на улицу. А как бы заманчиво было иметь одно устройство на все случаи жизни: универсальную климатическую установку, поддерживающую комфортную температуру в жилище круглый год, просто перенося тепло снаружи вовнутрь или обратно! Сейчас мы покажем вам что чудеса возможны.

Вернемся к тепловому насосу. Как же он работает? В основе его лежит так называемый обратный цикл Карно, известный нам из школьного курса физики, а также свойство вещества при испарении поглощать тепло, а при конденсации (превращения в жидкость) – отдавать его. Для лучшего понимания, обратимся к аналогии. У всех у нас есть холодильник.  Но задумывались ли вы, как он работает? Его задача, казалось бы, «создавать холод»: но так ли это? На самом деле, продукты внутри холодильника охлаждаются, за счет того, что у них забирается тепло. Допустим вы принесли из магазина охлажденное мясо температурой +1⁰С и бросили его в морозилку. Через некоторое время мясо заморозилось, и температура его стала -18⁰С. Мы отняли у него целых 19⁰С тепла и куда же это тепло делось? Если вы бы потрогали заднюю стенку холодильника (обычно она сделана в виде извивающейся трубки-змеевика), то обнаружили бы что она теплая, а временами и горячая. Это и есть тепло, отнятое у мяса (те самые 19⁰С), и перенесенное на заднюю стенку. А ведь в процессе охлаждения у мяса были промежуточные температуры и -5⁰С и -10⁰С, но холодильнику все равно удавалось забрать у него тепло, всё более и более охлаждая его. Значит даже из замороженного мяса, температурой -10⁰С, можно забрать тепло, превратив его в мясо с температурой -18⁰С: значит это тепло там присутствовало, но в низкотемпературной форме. И холодильнику удалось не только забрать это низкотемпературное тепло, но и превратить его в высокотемпературную форму. Теплом от задней стенки холодильника можно согреться, прислонившись к ней. В известном смысле, холодный кусок мяса обогрел нас, имевшемся в нём теплом, хотя в это сразу трудно поверить. Мы узнали, что сделал холодильник с куском мяса: отнял у него тепло (внутри) и перенёс его на заднюю стенку (наружу). А теперь пора узнать, как ему это удалось? Внутри холодильника проходит другой змеевик, похожий на первый и вместе они составляют замкнутый контур, в котором, с помощью компрессора, циркулирует, легко испаряемый, газ – фреон.  Только циркулирует он не свободно. Перед входом в холодильник диаметр трубки-змеевика резко сужается, а следом за ним резко расширяется. Фреон, двигаясь по трубке за счет работы компрессора, «протискиваясь» через узкое горло, попадает в зону разряжения (более низкого давления), т.к. «неожиданно» попадает в сильно увеличенный объём (падение давления). Попав в зону низкого давления фреон начинает интенсивно испаряться (переходить в газообразное состояние), и проходя по внутреннему змеевику, поглощать тепло, со его стенок, а те в свою очередь забирают тепло из прилегающего воздуха внутри холодильника. Результат: воздух внутри охлаждается, а от соприкосновения с ним охлаждаются и продукты. Итак, как в эстафете, по цепочке, испаряющийся фреон вызывает отток тепла от продуктов к самому фреону: температура фреона к концу «путешествия» по внутреннему змеевику повышается на несколько градусов. Следующая порция фреона забирает следующую порцию тепла внутри. Регулируя степень разряжения, можно регулировать температуру испарения фреона и, соответственно, температуру охлаждения холодильника. Далее «разогретый» фреон отсасывается компрессором из внутреннего змеевика и попадает во внешний змеевик, где сжимается до определенного давления, т.к. на другом конце внешнего змеевика его «не пускает» узкое отверстие,  называемое Дросселем или терморегулирующим (расширительным) клапаном. В результате сжатия газа фреона, его температура повышается, скажем, до +40..+60⁰С, и проходя по внешнему змеевику он отдает тепло внешнему воздуху, охлаждается и переходит в жидкое состояние(конденсируется). Далее, фреон снова оказывается перед узким горлом (дросселем), испаряется, отнимая тепло, и процесс повторяется вновь. Поэтому, внутренний змеевик, где фреон испаряясь, забирает тепло называют Испарителем, а внешний змеевик, где фреон, конденсируясь, отдает забранное тепло называют Конденсатором. Описанное здесь устройство забирает тепло в одном месте(внутри) и переносит его в другое место(наружу). Характерной особенностью устройства является то что замкнутый контур, по которому циркулирует фреон разбит на 2 зоны: зону низкого давления(разряжения), где фреон получает возможность интенсивно испаряться, и зону высокого давления, где он конденсируется. Разделителем этих двух зон является дросселирующее отверстие, а поддержание столь разных давлений в одном замкнутом контуре становится возможным благодаря работе компрессора, которая требует затрат энергии. (Если бы компрессор остановился, то через некоторое время давление в испарителе и конденсаторе выровнялось бы и процесс переноса остановился бы). Т.е. устройство способно переносить тепло от более холодного к более теплому, но лишь затрачивая определенную энергию. Т.е. упрощенно, взяв холодильник и открыв его дверцу на улицу, а заднюю стенку обратив внутрь помещения, можно обогревать его. Нужно только чтобы в холодильник все время попадал свежий воздух наружной температуры, а охладившийся от соприкосновения с внутренним теплообменником удалялся. Это легко реализовать поставив на входе вентилятор, который бы загонял на змеевик новые порции воздуха. Тогда, тепло отнятое у наружного воздуха будет переноситься вовнутрь помещения, согревая его. Т.е. холодильник, открытый дверцей наружу, и есть простейший тепловой насос. Примерно так и выглядели первые серийные воздушные тепловые насосы. Они были похожи на оконные кондиционеры. То есть это был металлический ящик вставленный проём форточки, обращенный испарителем наружу, а конденсатором вовнутрь. Перед испарителем стоял вентилятор, который прогонял потоки свежего воздуха через теплообменники змеевика, а выходил охлажденный воздух с другой стороны ящика. Испаритель был отделен от Конденсатора теплоизолирующим слоем. На внутреннем змеевике тоже стоял вентилятор, который прогонял воздух помещения через его теплообменник и выдувал уже согретый воздух. При дальнейшем совершенствовании устройства наружная часть была отделена от внутренней и стала выглядеть как сплит-система кондиционера. Две части целого соединены между собой теплоизолированными медными трубками, в которых циркулирует фреон, и электрическими кабелями для подачи электропитания и сигналов управления. Современные воздушные тепловые насосы представляют из себя сложное устройство с интеллектуальным электронным управление, способное работать автономно, плавно регулируя свою производительность в зависимости внешней температуры, заданной внутренней температуры и ряда режимов. Это позволяет получить дополнительную экономию затраченной электроэнергии.

Основная классификация тепловых насосов (ТН) производится по низкопотенциальному источнику, из которого забирается энергия(воздух, грунт, вода) и потребителю – теплоносителю, который обменивается теплом с конденсатором и в дальнейшем используется в системе отопления(воздух, вода; вместо воды иногда используется антифриз). Перечислим наиболее распространенные:

1. Воздушные Тепловые Насосы (ВТН). Самая доступная по цене категория, особенно воздух-воздух.

-ТН воздух-воздух

-ТН воздух-вода

2. Грунтовые Тепловые Насосы (ГТН). Самая дорогая категория, т.к. требуются дорогостоящие земляные работы или бурение, сотни метров трубы и большой объем антифриза.

-ТН грунт-вода

3. Водные Тепловые Насосы. Трубы с антифризом укладываются на дно водоёма (озеро, пруд, море…) или две артезианские скважины(из одной скважины забирается свежая вода , а в другую сливается охлажденная вода). Дороговизна зависит от того, какой способ доступа с воде – источнику тепла – используется. Но в любом случае недешево!

-ТН вода-вода


Теперь – самое главное: О Выигрыше. Любой из перечисленных тепловых насосов позволяет получить энергии больше, чем затрачено на её перенос (работа компрессора, вентиляторов, электроники…). Эффективность работы ТН оценивается с помощью коэффициента производительности COP (от англ. Coefficient Of Performance), который равен отношению полученной тепловой энергии (в кВт*ч) к затраченной электрической. Это безразмерная величина показывает во сколько раз больше тепловой энергии выдает ТН по отношению к затраченной.  COP зависит от разницы температуры Источника (наружное низкотемпературное тепло) и Потребителя (температура в доме +20..+25⁰С) и обычно составляет от 2-х до 5-ти.

Это и есть наш выигрыш при использовании ТН: на 1 кВт затраченной электроэнергии можно получить от 1 кВт до 4 кВт тепла бесплатно из окружающей среды, что на выходе дает от 2-х до 5 кВт тепла в дом.

,28 марта 2014 14:52

Чтобы узнать какой у вас тариф на электроэнергию необходимо определиться, к какой группе потребителей электроэнергии вы относитесь.

Во-первых, тарифы на электроэнергию для населения зависят от типа населенного пункта: городской или сельский.

Во-вторых, тарифы для городского населения зависят от того, стоит ли у вас газовая плита или электрическая (в том числе электрические отопительные приборы). При этом, электрическая плита, так же как и отопительные приборы (если они предусмотрены), должны быть установлены официально, в соответствии с проектными документами на дом.

В-третьих, тарифы на электроэнергию могут рассчитывается, исходя из различных ставок в различное время суток. Большинство из нас платит по так называемому простому одноставочному тарифу при котором стоимость 1 киловатт/часа не зависит от времени суток. Есть ещё двухзонный (день-ночь) и даже трехзонный тариф (пик, полупик, ночь). В таком случае электроэнергия будет вам обходится дешевле ночью, и дороже — днем.

Тарифы на электроэнергию для населения Московской области, проживающего в сельских населеных пунктах

Одноставочный тариф на электроэнергию

2.81

рублей за 1 кВт*час

Тариф на электроэнергию по двум зонам суток

дневная зона (с 7 до 23 часов)

3.23

рублей за 1 кВт*час

ночная зона (с 23 до 7 часов) 

1.09

рублей за 1 кВт*час

Тариф на электроэнергию по трем зонам суток

пиковая зона (с 7 до 10 и с 17 до 21 часа) 

3.97

рублей за 1 кВт*час

полупиковая зона (с 10 до 17 и с 21 до 23 часов) 

2.81

рублей за 1 кВт*час

ночная зона (с 23 до 7 часов) 

1.09

рублей за 1 кВт*час

 

Тарифы на электроэнергию для населения, проживающего в городских населенных пунктах Московской области в домах, оборудованных газовыми плитами

Одноставочный тариф на электроэнергию

4.01

рублей за 1 кВт*час

Тариф на электроэнергию по двум зонам суток

дневная зона (с 7 до 23 часов)

4.6

рублей за 1 кВт*час

ночная зона (с 23 до 7 часов) 

1.56

рублей за 1 кВт*час

Тариф на электроэнергию по трем зонам суток

пиковая зона (с 7 до 10 и с 17 до 21 часа) 

5.67

рублей за 1 кВт*час

полупиковая зона (с 10 до 17 и с 21 до 23 часов) 

4.01

рублей за 1 кВт*час

ночная зона (с 23 до 7 часов) 

1.56

рублей за 1 кВт*час

 

Тарифы на электроэнергию для населения, проживающего в городских населенных пунктах Московской области в домах, оборудованных в установленном порядке электрическими плитами и (или) электроотопительными приборами

Одноставочный тариф на электроэнергию

2.81

рублей за 1 кВт*час

Тариф на электроэнергию по двум зонам суток

дневная зона (с 7 до 23 часов)

3.23

рублей за 1 кВт*час

ночная зона (с 23 до 7 часов) 

1.09

рублей за 1 кВт*час

Тариф на электроэнергию по трем зонам суток

пиковая зона (с 7 до 10 и с 17 до 21 часа) 

3.97

рублей за 1 кВт*час

полупиковая зона (с 10 до 17 и с 21 до 23 часов) 

2.81

рублей за 1 кВт*час

ночная зона (с 23 до 7 часов) 

1.09

рублей за 1 кВт*час

 

,28 марта 2014 14:44

Что значит "сделать отопление в доме"? Что конкретно дает ощущение комфортного пребывания в помещении? Три механизма передачи и распространения тепла. Краткое рассмотрение подходов к отоплению.

«Зачем отапливать весь дом, когда можно спать в пуховике?» (китайская мудрость).

Современная концепция отопления подразумевает, что для того чтобы согреть человека, надо прежде всего согреть воздух в котором он находится. Для этого существует три механизма: тепловое (инфракрасное) излучение от нагретой поверхности, конвекция и, наконец, непосредственная передача тепла от более нагретого тела к менее нагретому. При использовании любого устройства отопления, действуют все три механизма, но с разным долевым участием. Рассмотрим эти механизмы по отдельности.

Излучательная передача тепла происходит от любого нагретого тела, и чем сильнее оно нагрето, тем сильнее тепловое излучение. В качестве примера устройств, в которых преобладает этот механизм обогрева можно привести, прежде всего, СОЛНЦЕ, ИК-обогреватели (с отражателями), открытый огонь, поверхность разогретой металлической печи(хотя здесь в сравнимой пропорции действует и 2-й механизм). Это излучение воспринимается нашим телом как тепло. Попадая  на другие предметы, это излучение также нагревает их, а от этих нагретых тел в результате вторичных процессов уже нагревается воздух, соприкасающийся с ним. И здесь вступает в дело:

Второй механизм - Конвекция, который подразумевает, что нагретый воздух, будучи менее плотным (или более легким) поднимается вверх, а охлажденный опускается вниз, причем понятия нагретый и охлажденный являются относительными по отношению друг к другу. В результате этого процесса происходит активное перемешивание нагретых и охлажденных слоев воздуха друг с другом, при соприкосновении которых в игру вступает:

Третий механизм – Передача тепла от более теплого более холодному воздуху (или предмету) при непосредственном соприкосновении, что приводит к уменьшению разницы температур между ними, а попросту, если процесс происходит в замкнутом объеме, т.е. в помещении, – к выравниванию температуры при более высоком её значении. А это и есть нагрев воздуха.

Рассмотрим основные примеры.

Если на улице светит солнце(излучение), то человек будет чувствовать себя комфортно, даже если вокруг него холодный воздух. Можно чувствовать, что вам тепло, даже сняв верхнюю одежду зимой при 20 градусном морозе, если светит яркое солнце и отсутствует ветер. Или всем известные ИК-обогреватели (как и ИК-сауна). Это действие 1-го механизма – ИЗЛУЧЕНИЯ. Он нагревает непосредственно тело человека.

(Кстати, в некоторых странах чиновники всерьез говорят о смене концепции. Вместо обогрева воздуха предлагается греть самого человека. А это, как мы знаем, возможно лишь при использовании излучательного механизма обогрева, а попросту с помощью инфракрасных обогревателей(излучателей)).

Теплые полы, нагретые до комфортной температуры +25..+30 С, позволяют эффективно отапливать помещение, хотя это вам не +60..+90 С в батареях, и не +300 С разогретой поверхности чугунной печи. Как могут едва теплые полы соперничать в отоплении с остальными двумя вариантами? Парадокс? Оказывается, все не так уж сложно. Обычно, в помещении более холодный воздух (как более плотный) находится внизу и нашим ногам – холодно, а теплый воздух находится вверху (менее плотный) и голове «слишком» тепло. Для ощущения комфорта должно быть - как раз наоборот: ноги в тепле, а голова в прохладе. Теплые полы очень хорошо решают эту задачу. Поверхность имеет физиологически комфортную температуру +25..+30 С, при соприкосновении с которой наши ноги  - «в полном восторге» (передача тепла при прямом контакте –третий механизм). Далее, самый теплый воздух находится внизу у пола (ноги в тепле) и поднимаясь наверх в соответствии с механизмом конвекции, он остывает, отдавая тепло более холодным слоям(голова в прохладе). Таким образом, такой вид отопления является почти идеальным с физиологической точки зрения, поскольку действует в противовес естественному механизму распределения слоев прохладного и теплого воздуха, выравнивая температуру по всему объему помещения и высоте. И, конечно, более экономичным, т.к. поверхность «приходится» разогревать лишь до скромной температуры +25..+30 С.

Отопление при помощи водяных радиаторов-батарей менее эффективно, чем при помощи теплых полов. Основной механизм передачи тепла воздуху помещения – это конвекция. Холодный воздух снизу увлекается вверх восходящими потоками воздуха, нагретыми от контакта с поверхностью батареи. Это обеспечивает вовлечение в процесс разогрева и перемешивания нижние, наиболее холодные, слои воздуха, приводя к удовлетворительному выравниванию температуры воздуха в помещении по объему и высоте. Но нижний слой воздуха у пола всегда самый холодный, и это не дает полного ощущения комфорта, т.к. ноги все же в холоде. Ну и понятно, что это менее экономичный способ отопления, т.к. для обеспечения хороших восходящих потоков теплого воздуха приходиться греть поверхность батарей, а значит и воды в них до +60..+70 С, а это более затратно!

Рассмотрим отопление при помощи Воздушного Теплового Насоса (ВТН). Оно может быть реализовано двумя способами: Первый - греем воду, чтобы запустить в традиционные батареи или теплые полы. Второй- греем непосредственно воздух в помещении. Соответственно, такие тепловые насосы называются воздух-вода и воздух-воздух.


 позволяют не только обеспечить использование традиционных батарей и теплых полов, но и горячее водоснабжение дома. Тепловой насос здесь играет роль котла, но в отличие от настоящих котлов здесь ничего не горит, не поджигается и уже поэтому эта система абсолютно безопасна. Еще одно отличие, очень существенное, заключается в том, что максимальная температура, до которой тепловой насос воздух-вода может нагреть воду, составляет не более +60..+65 С. Но наиболее экономичный и энергетически выгодный диапазон – это +40..+45 С. Далее, с повышением температуры нагрева воды COP падает.  Коэффициент COP (Coefficient Of Performance) показывает во сколько раз больше тепловой энергии можно получить по отношению к затраченной электроэнергии. В наших широтах он колеблется от 2-х до 5-ти, в зависимости от наружной температуры. То есть на 1 кВт затраченной электроэнергии воздушный тепловой насос вырабатывает от 2-х до 5-ти кВт тепла. А поскольку, температура нагретой воды в системе отопления составляет +40..+45 С, то для её использования лучше всего подходят теплые полы. Если же вы предпочли бы отапливать дом при помощи традиционных батарей, то для эффективного обогрева придется в 3 раза увеличить их количество, по сравнению с обычным случаем, когда используется температура воды(теплоносителя) +60..+90 С.

 сразу согревает воздух, минуя промежуточный этап обычных систем - подогрев воды. Отобранное у наружного воздуха и трансформированное тепло, с помощью фреона передается на теплообменник внутреннего блока, из которого выходит теплый воздух с температурой от +28 С до + 55 С. Теплый воздух подается по направлению к низу. За счет инерции потока он достигает пола, прогревает его, затем в результате конвекции поднимается вверх, активно перемешиваясь с более холодными слоями воздуха, заполняет помещения, прогревая тепловой контур (стены, потолки и внутренние перегородки). Температура воздуха по всему объему помещения, так же как и температура поверхностей стен и потолков, постепенно выравниваются. Так работает воздушное отопление. Когда воздух и тепловой контур прогреются, тепловой насос воздух-воздух начинает работать более экономично, в режиме поддержания температуры, и тратя тепловую энергию только на компенсацию потерь тепла через наружный контур (стены, потолки, пол, окна).


Из всего вышесказанного следует один важный вывод. Так как для отопления с помощью теплового насоса используются не очень горячие температуры подачи теплоносителя (фреона и воды), то такое тепло наиболее комфортно и экологично для человека. Оно не сушит воздух и кожу. Распределение температуры ноги-голова – комфортно для человека. Но здесь также и напрашивается важное ограничение для использования. Такой вид отопления наиболее эффективен в домах со средним и хорошим утеплением (теплопотери не более 100 Вт/м2). В среднем, за отопительный сезон на каждый кВт затраченной электроэнергии воздушный тепловой насос выдает около 3-х кВт тепла, то есть SCOP (сезонный коэффициент) равен трем. В домах с плохой теплоизоляцией для компенсации больших теплопотерь тепловой насос, стремясь поддерживать заданную температуру (скажем +20 С), будет вынужден сильно увеличивать температуру теплоносителя (на что компрессор будет тратить больше электроэнергии), в результате чего эффективность работы теплового насоса COP будет падать. И хотя в любом случае он будет больше единицы, ваш энергетический выигрыш станет меньше. Современный воздушные тепловые насосы стабильно работают при -25 С и даже -30 С, обеспечивая даже при таких температурах COP равный от 1,4 до 2,1, в зависимости от модели и производителя.



,28 марта 2014 14:36

Ещё совсем недавно, говоря о тепловых насосах, автоматически подразумевали Грунтовые Тепловые Насосы, дороговизна которых связана как с большим объемом земляных работ, так и с высокой стоимостью самого агрегата. Но с появлением низкотемпературных воздушных тепловых насосов эффективно работающих на обогрев вплоть до -25 С ситуация стала резко меняться. Выбор предопределила в том числе стоимость воздушного собрата и легкость установки. Ныне, Воздушный Тепловой Насос  доступен многим и может рассматриваться как равноправный вариант системы отопления, наряду с традиционными системами. 

Первоначально, развитие Тепловых Насосов в нашей стране началось точно так же как и в остальном мире: с геотермальных тепловых насосов: и это понятно. Где ещё взять источник тепла с постоянной температурой, из которого можно черпать энергию. Это грунт ниже глубины промерзания, где круглый год плюсовая температура, или вода в артезианской скважине у которой можно забрать тепло, а охлажденную воду слить в другую скважину. Вот круглогодичные резервуары положительных температур. Тепловые насосы, которые забирают энергию  у таких грунтов и воды и называются геотермальными. Для доступа к источнику требуется провести дорогостоящие земляные работы или бурение скважин, укладку в них длинных трубопроводов, в которых циркулирует незамерзающая жидкость. Далее, обеспечить два контура теплообмена: первый – незамерзающая наружная жидкость-фреон, второй – фреон-вода. Все эти вещи сильно увеличивали стоимость всей установки. В итоге, цена всей системы отопления оказывалась около 1 млн. руб. и выше. Но психология домовладельца предполагает, что отопление дома может стоить не более 15-20% от сметной стоимости только что построенного дома. Это значит, что геотермальные тепловые насосы могут себе позволить только хозяева домов стоимостью выше 5..7 млн. руб. и становятся недоступными для владельцев средних домов, коих большинство. Отсюда и возник МИФ о дороговизне Тепловых насосов, имея ввиду геотермальные ТН. Но после 2008 года, с бурным развитием Низкотемпературных Воздушных Тепловых Насосов (НВТН), которые могли эффективно работать при температурах -25 С и ниже, продажи и установки геотермальных тепловых насосов в Северной Европе пошли на спад, а Воздушные Тепловые Насосы, напротив, получили наибольшее распространение и сейчас их доля в общем количестве установок составляет более 98%. Более того, оказалось что НВТН гораздо более доступны по цене, чем геотермальные. И по критерию 15-20% от сметной стоимости дома они могли бы попасть в круг интересов средних домовладельцев, но ввиду слабой информированности о появлении на рынке НВТН и старых представлений о цене геотермальных тепловых насосов, потенциальные потребители не рассматривают тепловые насосы как, хотя бы, равноправный, среди традиционных, вариант системы отопления. В свою очередь, поставщики таких систем не торопятся их рекламировать. Пожалуй, единственные эффективные каналы распространения информации о воздушных тепловых насосах, которые позволяют экономить приличные деньги, это сарафанное радио (личное общение, форумы, блоги и т.п.), да небольшая группа заинтересованных энтузиастов, продвигающих идею массового использования таких агрегатов. А между прочим, во многих странах государство поощряет использование тепловых насосов, уменьшая налогооблагаемую базу для тех, кто установил такое устройство.

Теперь  Воздушные Тепловые Насосы стали доступны. Пора развенчать МИФ о их дороговизне и недоступности. Для примера укажем ориентировочные цены на НВТН.


1.  Воздушные Тепловые насосы воздух-вода. Отобранное у наружного воздуха тепло передается воде, нагревая её до +60..+65 С. Для тех кто хочет использовать для отопления теплые полы или радиаторы и иметь горячую воду для бытовых нужд. Стоимость таких систем от 300 до 500 тыс. руб. в зависимости от мощности, производителя и комплектации.

2.  Воздушные Тепловые насосы воздух-воздух. Отобранное у наружного воздуха тепло передается непосредственно воздуху внутри помещения. Внутренний блок выдувает теплый воздух температурой от +25 до +55 С, который заполняет помещение, тем самым отапливая его. Такое воздушное отопление очень распространено, например, в США. Стоимость таких систем от 50 до 130 тыс. руб в зависимости от выдаваемой мощности и производителя. Для некоторых планировок домов разумно обеспечить требуемую тепловую мощность, используя 2-3 отдельных агрегата. На сегодняшний день это самый доступный вид отопления. А по ежемесячным затратам он сравним с магистральным газом. Такой тепловой насос (воздух-воздух) доступен для отопления даже недорогих домов, особенно, если хозяева там бывают наездами, но хотят держать его сравнительно теплым. А использование таких устройств для отопления небольших и средних магазинов экономит для владельца огромные деньги, т.к. нет необходимости подключаться к теплотрассе и получать какие-либо разрешения на установку. Если, к примеру, помещение арендовано, то установив такой отопительный прибор владелец может легко его снять, перенести и установить на другой объект.

Ещё одна сфера применения Низкотемпературных Воздушных Тепловых Насосов – это минигостиницы или, например, церкви, церковные помещения и воскресные школы. Отопление церквей тепловыми насосами, особенно вновь построенных или восстановленных, избавляет от необходимости сбора средств на подключение к теплотрассам (В Москве на это требуется около 6 млн. руб) и разводки труб и радиаторов.

Таким образом, пора расстаться с Мифом о недоступности тепловых насосов. Теперь Воздушные Тепловые Насосы доступны всем. Надо только чтобы заинтересованные домовладельцы об этом узнали и рассматривали ВТН как равноправный вариант системы отопления.

,28 марта 2014 14:30

Комплексный подход к организации отопления позволяет сделать его не только комфортным, но и наименее затратным? Для тех, кто сегодня оценивает возможность использования воздушных тепловых насосов для сокращения требуемой электрической мощности (особенно в случае ЛИМИТа, как правило 5 кВт), становится актуальным вопрос правильного подбора необходимой и достаточной тепловой мощности агрегата. Основным критерием для этого является длительность стояния тех или иных отрицательных температур в отопительный период в данном регионе.

Живя в холодном климате и не имея под боком теплого течения «Гольфстрим», мы вынуждены 7-8 месяцев в году использовать отопление для поддержания в доме нужной температуры. Традиционных способов отопления дома несколько и все они связаны с использованием какого-либо вида топлива. Это подразумевает, что нужно иметь его запас и где-то хранить: металлический резервуар, закопанный в землю (для сжиженного газа или солярки); или подсобное помещение для хранения дров или пеллет. Исключение составляет магистральный газ, где топливо поступает по трубе, подведенной к дому. В любом варианте мы имеем дело с горением, высокой температурой отдельных частей оборудования, которые требуют соблюдения определенных мер безопасности, особенно, если система функционирует в автономном режиме. Выход из строя или сбой в работе чреват опасностью возникновения пожара. Не говоря уже про то, что все это требует согласования с соответствующими службами (газовой, пожарной и т.п.). А существует ли оборудование, в котором ничего не горит, установка которого не требует никаких согласований?

В последнее время все больше людей узнает о новом альтернативном способе отопления дома с помощью Теплового Насоса, но не грунтового, который требует дорогостоящих земляных работ (в том числе бурения скважин), а потому неподъемных по цене для недорогих и средних домов, а Воздушного Теплового Насоса. После появления в 2008 году моделей, работающих эффективно и при -25 С, эти устройства стали всерьез рассматриваться счастливыми обладателями загородных домов и домиков как равноправный вариант наряду с традиционными системами отопления, но только теми, кто знает об их существовании. Особенно привлекло внимание то, что цена на такой тепловой насос намного привлекательнее цены грунтового варианта, а установка намного проще и быстрее. Самое важное что нужно отметить это то, что 1)минимальная отрицательная температура, приводимая в спецификациях, это всего лишь нижний предел наиболее эффективного использования Низкотемпературного Воздушного Теплового Насоса(НВТН); 2)предел экономической целесообразности использования такого теплового насоса, при котором COP>1, находится на уровне -30 С (COP –это безразмерная величина, показывающая во сколько раз больше тепловой энергии выдает тепловой насос по отношению к затраченной электроэнергии, в среднем равная от 2 до 5, в зависимости от наружной температуры); 3) предел работоспособности НВТН по температуре вообще не установлен(у одного из наших клиентов он продолжал работать как ни в чем не бывало при -38 С, продолжая давать тепло). Теоретически, он ограничивается температурой кипения фреона R410A равной -53 С. Но воздушные тепловые насосы постоянно совершенствуются, и нечего не мешает в будущем, используя другой хладоагент, достичь ещё более низких температур эффективной работоспособности. Это всего лишь вопрос времени. Все эти обстоятельства  говорят о том, что вплоть до -30 С, использование НТВН можно считать предпочтительнее обычного электрообогрева. При использовании НВТН в среднем за отопительный сезон выигрыш составляет около 3-х раз, то есть тепла вы получаете в 3 раза больше, чем при отоплении электрообогревателями, используя одинаковое количество электроэнергии. При этом ежемесячные расходы на отопление становятся сравнимыми с платежами за магистральный газ.


Как организовать отопление чтобы оно стало не только комфортным, но и наименее затратным? Для тех, кто сегодня оценивает возможность использования воздушных тепловых насосов для сокращения требуемой электрической мощности (особенно если есть ЛИМИТ, как правило 5 кВт), становится актуальным вопрос, насколько предельные отрицательные температуры, указанные в характеристиках НТВН, приемлемы для теплоснабжения в России? Достаточно ли -15 С, или лучше -25 С? Это не праздные вопросы, т.к. от них зависит стоимость самого оборудования. Следующий вопрос, какую мощность выдает воздушный тепловой насос при данных предельных температурах, ведь она отличается от номинальной мощности, указанной в паспорте и измеренной при +7 С? И как оценить требуемую мощность теплового насоса, покрывающую текущие теплопотери дома? Только ответив на эти вопросы мы сможем правильно подобрать модель ТН и обеспечить комфортную температуру в помещении.

Если посмотреть данные климатологии Московской области и прилегающих областях, то выяснится из всего отопительного сезона подавляющую часть, а именно 92-95% времени, температуры держатся в диапазоне выше -15 С. И лишь непродолжительное время 5-8% температуры падают ниже -15 С. На диаграмме ниже вы видите почасовую длительность стояния температур в Московском регионе по результатам многолетних наблюдений.

В соответствии с этим разобьем отопительный сезон на 2 промежутка и оптимизируем теплоснабжение с учетом длительности стояния отрицательных температур. Необходимую тепловую нагрузку подразделяем на базовую, присущую большей части отопительного периода и пиковую – необходимую в течение лишь непродолжительного холодного времени в году. Базовую тепловую нагрузку обеспечиваем тепловым насосом, который покроет потребность в теплоснабжении более 92% отопительного периода, а оставшееся время – дополнительным (резервным) источником тепла, который включится в работу вместе с основным, помогая уменьшить нагрузку на него, начиная с определенной наружной температуры(скажем -15 С).


  Такая организация теплоснабжения дома реализуетБИВАЛЕНТНЫЙ РЕЖИМ отопления, при котором достигается максимальная экономия средств. Тогда подходящий по мощности тепловой насос должен покрывать теплопотери дома всего лишь до -15 С. Это позволяет нам сэкономить деньги, выбрав тепловой насос с диапазоном до -15С по паспорту и выдающий при этой температуре требуемую мощность, компенсирующую теплопотери дома. В противовес этому, организация отопления с помощью одного источника тепла реализует МОНОВАЛЕНТНЫЙ РЕЖИМ. В этом случае необходимо подбирать мощность теплового насоса с запасом из расчета покрытия теплопотерь дома в наиболее холодные дни и эффективной работы уже до -20..-25 С. В качестве дополнительного (резервного) источника тепла для бивалентного отопления подойдут: электрообогреватели с терморегулятором, настроенным, скажем, на +17 С(пока температура в доме выше, они не включаются); или камин(печь), особенно если он у вас уже есть или планируется в качестве предмета интерьера; или газовые обогреватели и т.п. Но если вы постоянно не живете в доме, а бываете там наездами, можно смело доверить заботу о климате в доме воздушному тепловому насосу. Просто в наиболее холодные дни, если, например, ВТН рассчитан на работу до -15 С(по паспорту) , он сможет поддерживать без вас температуру чуть более низкую, чем заданная комфортная (вместо +22 С -около +16 С). А по приезду, вы можете дополнительно задействовать любой имеющийся источник тепла (дотопить). Если же Вы подобрали тепловой насос с режимом до -25 С и достаточной мощностью (моновалентный режим), то он справится с задачей поддержания комфортной температуры и в пиковые дни(-25 С и ниже), увеличивая по потребности выдаваемую тепловую мощность, для компенсации теплопотерь дома, которые увеличиваются с ростом отрицательной температуры за бортом.


,28 марта 2014 14:26

Отопительная установка, в которой не используется процесс горения топлива, но которая, тем не менее обогревает дом. Трудно представить? Невозможно? А если добавить сюда Монтаж за 1 день, Доступную цену и небольшие Ежемесячные платежи?

Если попросить 100 человек назвать все возможные способы отопления дома, лишь 10-15 из них упомянет этот альтернативный, а поэтому нетрадиционный способ. Большинство про него просто не знают, другие что-то слышали, но что это «за зверь» – не представляют! А о том, что оно доступно знают единицы. Когда мы планируем отопление нашего будущего дома на ум сразу же приходят батареи с трубами, тянущимися по всему дому, топливные котлы для нагрева воды, газовая труба под окнами, за подвод которой придется ещё выложить немалые деньги, подсобное помещение, где всё это будет находиться. А если газа нет и не предвидится, тогда придется привезти 5 тон пилет, завалив ими одно из помещений, закопать в землю металлическую емкость с соляркой или сжиженным газом и опять заплатить круглую сумму, живя при этом как на пороховой бочке? От таких мыслей впору впасть в уныние!


А можно ли без всего этого обойтись? Чтобы все быстро и сравнительно недорого? Чтобы – один день и в доме тепло! И чтобы тепло поддерживалось без нашего участия! Чтобы никаких дров, газгольдеров, пеллет, вообще, никакого топлива. Тогда и цены на него нас волновать не будут! Наверное, это бывает только в сказках? Живя в нефтедобывающей стране кое-кто может счесть такие мысли крамольными. Оказывается, можно обойтись без всего выше перечисленного, да ещё и деньги сэкономить! Хотя это и может подорвать благосостояние тех, у кого «мечты сбываются прямо сейчас», но только не у нас. Скорее наоборот: это путь к вашей энергетической (и топливной) независимости! Существуют отопительные приборы, отвечающие всем нашим требованиям. 10-летний опыт использования этих удивительных устройств нашими Скандинавскими соседями (Швецией, Норвегией, Финляндией, Данией) и странами Балтии развеивает наши последние сомнения. Там больше половины частных домов отапливается Воздушный Тепловой Насос (ВТН), которые отбирают тепло из окружающего воздуха и переносят его в помещение, тем самым, отапливая его.

Главное достоинство ВТН: на 1 кВт затраченной электроэнергии он выдает от 2-х до 5-ти кВт тепла в зависимости от наружной температуры. Это не вечный двигатель, не обман, не фантастика, а просто ФИЗИКА, а точнее ТЕРМОДИНАМИКА (обратный цикл Карно).  В среднем за отопительный сезон Воздушный Тепловой Насос (ВТН) в 3 раза эффективнее электрического обогревателя, который на 1 кВт электроэнергии выдает ровно 1 кВт тепла. Сравним по ежемесячным затратам с газовым отоплением, НО без больших начальных вложений. ВОТ ЭТО - ФАНТАСТИКА!


Хотели бы вы использовать для отопления дома такой агрегат, который устанавливается за один день,  не требует согласований, в котором ничего не горит, которое эффективно работает в том числе в ваше отсутствие, поддерживая заданную температуру (есть функция автоматического включения после сбоя электропитания), экономит ваши деньги, служит более 20 лет, и при этом стоит дешевле любой традиционной системы отопления дома?