Тепловые насосы для отопления дома природным теплом: отзывы

Тепловой насос – насколько выгодный, нужно ли устанавливать, какой лучше

Нужен ли тепловой насос, выгодная ли это покупка? Сама идея теплового насоса на первый взгляд блестящая, – забирать энергию у окружающей среды и отапливать ею дом. Снаружи дома устанавливается большой теплообменник, с помощью которого выкачивается дармовая энергия.

Работает тепловой насос по принципу холодильника – забирает тепло у окружающей среды и сбрасывает его внутри дома.
(Холодильник забирает тепло у куска мяса в морозильнике и точно также сбрасывает его внутрь дома).

Дрова, уголь, газ, нефть становятся не нужными, сжигать больше ничего не нужно?

Но так ли просто отобрать тепло у природы и перенести его под оболочку дома? Что скрывают продавцы тепловых насосов? Рассмотрим подробнее принцип, устройство различных видов тепловых насосов, и их экономическую целесообразность. Что в итоге, — стоит ли устанавливать, использовать тепловой насос?

Классификация

Тепловые насосы классифицируют следующим образом:

  • «Вода – Вода», – насос забирает энергию у воды (грунта) снаружи и отдает ее теплоносителю в системе отопления.
  • «Воздух – Вода» – насос забирает энергию у воздуха которой греет теплоноситель отопления.

Гораздо реже встречаются «Воздух-Воздух» и «Вода–Воздух».

Конструкция

Тепловой насос представляет из себя блок компрессора с вторичным теплообменником, который передает энергию системе отопления, и первичный теплообменник, который находится в окружающей среде и забирает тепло из нее.

Температура кипения хладогента в тепловом насосе составляет минус 55 градусов. Он значительно холоднее, чем окружающая среда и может подогреваться даже морозным воздухом с температурой минус 30 градусов.

Для своей работы тепловой насос потребляет электроэнергию в большом количестве, — работают компрессор, насосы, вентиляторы, электроника.

Эффективность работы теплового насоса принято оценивать коэффициентом преобразования – отношением выработанной энергии к потребленной.

В рекламных заявления производителей этот коэффициент обычно находится в пределах от 2 до 5. Т.е. согласно рекламе, к примеру, насос потребляющий 3 кВт энергии вырабатывает 6 -15 кВт при различных условиях своей работы, что достаточно для отопления небольшого дома.

Теплообменник в грунте

Для теплового насоса «Вода-Вода» первичный теплообменник представляет из себя трубу большой длины, которая должна находиться в грунте. Этот теплообменник можно разместить в вертикальных скважинах и получить 50 ватт энергии с метра трубы.

Для насоса мощностью 10 кВт необходимо 200 метров, — на практике это 6 скважин длинной по 33 метра. Глубже, кстати, мало кто бурит, оптимальная глубина скважины – до 40 метров.

Но теплообменник можно разместить и горизонтально. Тогда согласно практическому опыту можно получить 20 ватт с метра погонного этой трубы. Для указанной мощности нужно зарыть уже 500 метров.

Это очень большой объем земляных работ, и перепашка участка на глубину до 3,5 метров (труба в два этажа, на 3,5 и 2,5 метров).

В месте нахождения такого теплообменника земля будет промерзать на большую глубину и оттаивать только летом в лучшем случае (образование линзы льда, заболачивание). Обычные растения на охлажденном участке не растут.

Согласно опыта эксплуатации вертикальный теплообменник в скважинах обходится дешевле, эффективней, более предпочтительный.

Выгодно ли оборудование с теплообменником «Вода-Вода»

У грунтовых насосов температура на теплообменнике всегда стабильная и коэффициент преобразования на уровне 2,5 или даже чуть больше.
(- в рекламах можно встретить значение 5 – но это на стенде. Грунт вокруг скважины постепенно охлаждается и вертикальный теплообменник выходит на коэффициент 2,5, при съеме мощности в 50 Вт/м.)

Но стоимость этого насоса для небольшого дома – не менее 15 тыс у.е. Здесь имеются в виду только фирменные надежные вещи. Первичные запросы менеджеров могут быть более скромными, но если учитывать все затраты, весь объем, а также и выявленные менеджерами «невыгодные обстоятельства», то указанная цифра даже заниженная.

В сравнении с самым дорогим отоплением электричеством с помощью электрокотла, окупаемость грунтового теплового насоса составит не меньше 15 лет. В сравнении с дешевым магистральным газом, окупаемость отодвигается куда-то в далекое будущее. ( Выбрать наиболее экономичное отопление )
Но стоимость котлов, хоть «электро», хоть «газо», — сущие копейки в сравнении с тепловым насосом.

Приобретение теплового насоса по такой цене — сродни капитальным вложениям. А во что вкладывать-то? Оборудование это через 10 лет все равно станет устаревшим и приравняется к хламу. Не лучше ли эти деньги пристроить, например, в банк, а отопление оплачивать с процентов, которых с лихвой хватит хоть на «электро», хоть на «газо».

В итоге через 15 лет все деньги (с приростом) останутся в кармане, а в доме все это время будет тепло без всяких проблем.

Вкладывать средства в тепловой насос с теплообменником в грунте экономически не выгодно.

Теплообменник «Воздух-вода» — что с мощностью

Гораздо предпочтительней на первый взгляд тепловой насос «Воздух-вода». Его теплообменник — блок с вентилятором, похожий на кондиционер, который устанавливается на платформе у дома, поворачивающейся против ветра. Казалось-бы это проще и дешевле чем грунтовые теплообменники. Но сейчас еще невозможно получать тепло из воздуха эффективно.

Оказывается, что у насосов «Воздух-вода» при температурах воздуха минус 12 – минус 20 градусов, отдаваемая мощность весьма низкая, а коэффициент преобразования составляет 1,5 – 1,3.

Продающие компании этот факт стараются умолчать и не сообщают сведений о реальной отдаваемой мощности при разных температурах.

Рассмотрим, что же происходит на самом деле.

Читайте также:
Эхеверия: уход в домашних условиях, полив, размножение и пересадка

Отдача в зависимости от температуры воздуха

Для насоса мощностью в 10 кВт потребление компрессором и другим оборудованием составит 2,5 – 3,0 кВт. А отдаваемая мощность при температурах – 12 – 20 градусов (ниже аппараты не работают) составляет около 3,5 -4,7 кВт в лучшем случае.

(Эти данные для температуры в системе отопления дома 55 градусов. При 35 градусах коэффициент и отдаваемая мощность несколько больше, – но кому нужна такая температура радиаторов, когда на улице мороз? Да и 55 градусов явно недостаточно….)

Как отапливать дом, когда на улице холодно? Для отопления дома в тепловом насосе «Воздух-вода» вмонтирован электротен, который и выдаст недостающие 6 – 7 кВт для отопления. Т.е. все это нагромождение технологий в хороший мороз превращается в простой электрокотел.

Когда на улице плюс 5 – 10 градусов, то для отопления дома нужно всего лишь пару киловатт энергии. Но теперь насос может выдать заявленные 10 кВт, которые не нужны. При этом потребляет 3,5 кВт электроэнергии, т.е. его реальный коэффициент преобразования намного меньше единицы (для дома забирается всего 2 кВт).

Отсутствие окупаемости у воздушного теплового насоса

Сгладить ситуацию может применение еще одной дорогостоящей вещи – теплоаккумулятора, который позволит запускаться насосу кратковременно, но на полную мощность с коэффициентом 4 — 5. Как работает теплоаккумулятор

Оптимальной для насоса является температура воздуха примерно от минус 5 градусов до 0, когда его коэффициент преобразования составит 2,5 – 3,0.
При температурах воздуха ниже 8 градусов С более 50 процентов энергии будет вырабатываться за счет электротена.

Для климата средней полосы, где морозы не редкость (20 дней в году ниже 10 градусов), если посчитать стоимости оборудования и потребление электроэнергии, то трудно отыскать даже окупаемость, в сравнении с самым дорогим отоплением – электричеством.

С магистральным газом вообще не сравнимые…. Там где в основном температура зимой находится в пределах -5 — +5 градусов картина несколько иная, но тоже далеко не блестящая.

Учитывая техническую сложность, поломки, забор энергии на оттаивание в мороз (есть и такое, о чем молчат продавцы), то на сегодняшний день тепловой насос «Воздух-вода» является скорее дорогостоящей игрушкой требующей затрат и ухода.

Где применяются тепловые насосы

У нас фирмы-установщики тепловых насосов держатся на одной рекламе.
При существующих наших тарифах на газ и электричество устанавливать тепловые насосы не выгодно.

А что в Европе? А в странах запада тепловой насос набирает популярность с каждым годом. И государства стимулируют его внедрение путем компенсации части стоимости оборудования – примерно 1/5. Тарифы на газ и на электричество там в разы больше наших. Морозы меньше.

Поэтому стоимость теплового насоса по сравнению с расходами на обычное отопление электричеством или газом в Европе не является слишком большой. В странах Европы установка теплового насоса сейчас выгодна. У нас – нет.
Можно отапливать дом твердым топливом и электричеством ]

Тепловые насосы опыт эксплуатации и монтажа

Хочу поделиться опытом эксплуатации котельных на основе теплового насоса.
В эксплуатации тепловые насосы:

1) частный дом 150 м2 — Stiebel Eltron WPF 13 basic;
2) частный дом 220 м2 — Stiebel Eltron WPF 13 M + WPF 10 M;
3) частный дом 350 м2 — Danfoss DHP-S ECO 42.

В первом запускаемым в эксплуатацию насосом для оценки его эффективности работы был установлен отдельный электросчтечик для фиксации потребленной им электрической энергии. В интерфейсе теплового насоса Штибель есть учет выработанной им тепловой энергии. Не буду рассказывать принцип работы теплового насоса в интернете полно подобной информации, скажу лишь только что все объекты находятся в г. Красноярске и в качестве низкопотенциального источника тепла используется геоконтур с вертикальными скважинами.

Так же для защиты от дурака на компрессор устанавливаю реле последовательности фаз чтобы исключить вероятность его включения в неправильную сторону что может грозить компрессору выходом из строя.

В среднем скважина глубиной 50 м может дать 2 кВт тепла, это очень грубо т.к. качество геоконтрура это 80% успеха установки теплового насоса и там полно нюансов его устроства.

Тепловой насос идеально работает с теплым полом. Т.к. максимальная температура нагрева теплового насоса как правило ограничена 60 градусами и чем температура нагрева ниже тем выше эффективность его работы. СОР — это показатель эффективности работы теплового насоса (коэффициент отобранного тепла). Показывает отношение затраченной электрической энергии и полученной тепловой энергии. Так если тепловой насос греет воду до 30 градусов его СОР может достигать 4, т.е. на 1 кВт затраченной электроэнергии вы получите 4 кВт тепла и если греть воду до 60 градусов то СОР=2,5. Это приблизительные цифры у каждого конкретного теплового насоса они могут быть свои.

Так же тепловой насос греет воду для хозяйственных нужд посредством бойлера ГВС косвенного нагрева.

А вот так выглядит гео-контур теплового насоса мощностью 42 кВт.

И так когда речь заходит о тепловых насосах самый острый вопрос это окупится или не окупится? Так опыт эксплуатации дома 150 м2, за один сезон отопления тепловой насос мощностью 13 кВт потребил 6137 кВт*ч что при стоимости ээ 2,77 руб составляет 17 т.р. при этом средний СОР за весь сезон отопления составил 3,3. Так выработано тепловой энергии 20252 кВт*ч. Если отапливаться электрокотлом у которых как правило КПД 99% затраты на сезон отопления составят 56,1 т.р.
Капитальные затраты на монтаж электрокотла составят в среднем 100 т.р., тепловой насос 13 кВт с гео контуром и вспомогательным оборудованием обойдется в 1200 т.р. Не сложно посчитать что окупаемость таких вложений будет в районе 20-25 лет.
Но ! тепловой насос так же греет горячую воду круглый год соответственно на нагреве воды мы также в среднем тратим в 3 раза меньше денег а это 5-6 т.р. в год для семьи. А еще тепловой насос это бесплатный кондиционер и установив в помещении блок — фанкойл можно охлаждать помещение. т.е. не нужно покупать кондиционер и портить фасады здания некрасивыми блоками. При комплексном учете окупаемость тепловых насосов может достигать 10-12 лет. Так же сейчас есть выбор и тепловых насосов российского производства на европейских комплектующих которые на 30-40% дешевле зарубежных аналогов. Использование таких насосов позволяет получить окупаемость в 3-5 лет. Про это поговорим подробнее в следующий раз.

Читайте также:
Уголки для потолочных плинтусов: инструкция по монтажу своими руками, особенностиилить, цена, фото

А так же тепловой насос позволяет отопить дом тогда когда эл. мощности недостаточно. Так дом 150 м2 для отопление необходимо 15 кВт а что делать если на участок выделено всего 15 кВт, а возиться с углем нет желания. Тепловой насос будет потреблять 5-6 кВт и у вас остается достаточно эл. мощности для питания бытовой техники и прочего оборудования. Также есть примеры мощных тепловых насосов трудящихся на пром. объектах о которых обязательно напишу в другой раз.

Напишите интересна эта тема вам? Что думаете о тепловых насосах?

Отзывы реальных владельцев об отоплении тепловыми насосами

Каждый застройщик частного дома стоит перед естественным выбором экономного метода отопления. В настоящее время существует много перспективных направлений для обогрева жилища, но по-настоящему экологически чистых практически нет. Геотермальные насосы отопления относят именно к таким прогрессивным и не загрязняющим окружающую среду методам отопления. В европейских странах, Японии и Китае идет активное внедрение прогрессивного направления в жилых домах.

Почему тепловой насос?

Кроме отопления в холодное время года, насос позволяет в летнее время перейти на процесс кондиционирования воздуха в жилом помещении. Для этого насос переводят в обратный режим работы – функцию охлаждения. Для обеспечения экологической чистоты не только собственного жилья, но и атмосферы всей планеты в целом, применение тепловых насосов в качестве отопления очень оправдано. Кроме того, оборудование может похвастаться длительным сроком работы, экономией средств, безопасностью и созданием комфортных условий в доме.

Все виды энергоносителей с каждым сроком дорожают, поэтому рачительные хозяева готовы установить дорогостоящее оборудование, которое окупится за счет работы без использования искусственного топлива. Приобретение жидкого, газообразного или твердого топлива не требуется для эффективной работы теплового насоса.

В частных домах большой площади применение теплового насоса совместно с резервным способом отопления позволяет окупить вложенные затраты на шестом году эксплуатации. При этом на 1 кВт затраченной электроэнергии выделяется около 6 кВт тепловой. Тепловой насос позволяет получить температуру воды в системе до 70ºС.

В доме с установленным тепловым насосом не придется пользоваться услугами кондиционера, так как в летний период по контуру циркулирует теплоноситель, который охлаждается в земле до температуры 6ºС. По стоимости это дешевле, чем использование отдельных систем охлаждения воздуха. Чтобы сделать работу насоса еще более эффективной, к нему подключают дополнительные ветки обогрева бассейна, а летом используется энергия из солнечных батарей.

Тепловой насос в действии

Под твердой корой и мантией планеты находится раскаленное ядро. Еще долгие годы, на протяжении жизни многих поколений землян, ядро не изменит своей температуры, и будет подогревать наш общий дом изнутри. В зависимости от климатических условий на глубине уже около 50– 60 м температура земли находится в пределах 10–14ºС. Даже в вечной мерзлоте пользование тепловым насосом возможно, только глубину заложения труб придется увеличить.

Как это работает

Оборудование предназначается для сбора низкой температуры окружающей среды на глубине, преобразования ее в высокотемпературную энергию и переноса в систему отопления дома. Планета постоянно выделяет тепло, которое используется для обогрева жилища. Тепло получают из окружающего воздуха и воды, которые аккумулируют солнечную энергию.

По сути, тепловой насос представляет собой агрегат, напоминающий работу холодильного оборудования. Только у холодильника испаритель расположен так, что сбрасывает ненужное тепло, а у теплового насоса он находится в постоянном контакте с источником природного тепла:

  • с применением вертикальных или косых скважин взаимодействует с массивом земли, расположенным ниже точки замерзания;
  • применение труб на глубине теплых озерах и реках позволяет собрать энергию незамерзающих водяных потоков;
  • специальные приспособления собирают температуру теплого воздуха снаружи жилища.

Движение топливного носителя по системе организуется при помощи компрессора. Для повышения температуры, собранной на глубине земли применяется система зауженных воронок. Проходя по ним под давлением, носитель сжимается и увеличивает температуру. Конденсатор, установленный в системе отдает энергию для нагревания жидкости в отопительной системе, которая в итоге поступает в радиаторы внутреннего контура отопления дома.

Для использования теплового насоса круглый год система снабжается двумя теплообменниками. Испаритель одного сбрасывает охлаждающую энергию, а второй работает поставщиком тепла для нагрева помещения. Источником для сбора тепла являются недра земли, дно незамерзающих водоемов или воздушные массы, у которого трубы большой протяженности заимствуют низкотемпературную энергию.

Конструктивная схема насоса частного дома

  • система труб наружного, иногда удаленного сбора, в которых постоянно движется носитель тепла;
  • рабочая система коллектора, включающая в себя компрессор, трубы, теплообменники, клапаны и воронки различного действия;
  • внутренняя отопительная система дома с трубами и радиаторами или система воздушного охлаждения.
Читайте также:
Установка трубки домофона в квартире, схема подключения

Эксплуатационный срок, в течение которого не будут происходить поломки топливного оборудования, производители и монтажники насосов называют в 20 лет. Но такое утверждение маловероятно, так как законы физики никто не отменял, а постоянно трущиеся и двигающиеся части выйдут из строя раньше. Оптимальным сроком работы без ремонта и замены деталей можно обозначить цифру в 10 лет.

Разновидности аккумуляторов природного тепла

Земельная энергия

Земные массивы в глубине планеты служат для бесплатного получения низкотемпературной энергии. Есть области ниже линии промерзания, в которых на протяжении года держатся стабильные показатели плюсовой температуры. Для сбора тепла применяют два распространенных способа:

  • прокладка горизонтальных трубопроводов большой протяженности на мелком заглублении (более 1м) и расстоянием между ветками около метра;
  • бурение вертикальных и наклонных скважин глубиной от 40 до 250 м для поднятия теплой воды, обработки ее и последующим сбросом в водоем.

Водное тепло

Для такого способа подходят теплые озера и реки с наличием течения и незамерзающего слоя воды. Иногда высокое поднятие грунтовых вод тоже используется для забора тепла насосом. На дно водоема прокладывают трубы, придавливают их грузом и используют открытый способ сбора энергии. Он подразумевает, что в одну скважину по ходу тока воды поднимается жидкость, а после обработки сбрасывается по второй скважине. Для варианта использования грунтовых вод велик риск, что высота поднятия может поменяться в зависимости от сезона или сдвигов в земной коре.

Использование воздушных масс

Такой принцип забора тепла является самым доступным и дешевым. Устанавливается теплообменник, который представляет собой скопление ребер, таким образом, увеличивая контактную площадь. Для усиления сбора энергии ставят вентиляторы обдува. Очень эффективно применение такого источника для подогрева воды в бассейне или повышения температуры воды хозяйственных и бытовых нужд. Для этого расходуется мало электричества, и такая система является экономически обоснованной.

Легкие системы небольшой мощности располагают на крыше или стене дома, для более мощных требуется самостоятельный фундамент. В установках работа происходит за счет инверторного преобразования переменного тока. Если достигнута нужная температура жидкости, то снижается мощность, что позволяет экономить средства и продлить срок службы насоса.

Различие насосов тепла по способу работы

Насосы по типу рассол–вода потребляют энергию из глубин земли, для чего используют бурение и вкладывание в скважину геотермальных зондов. Мощность такой установки до 16 кВт, для увеличения эффективности ставят последовательно несколько агрегатов до 5 шт. Такая связка модулей потребляет, в общем, около 50 кВт электричества.

Система воздух-вода собирает энергию из воздушного пространства и передает ее жидкости в отопительном или нагревательном контуре. Позволяет нагревать жидкость до 65ºС, граничным является значение температуры воздуха на улице -20ºС. Для обеспечения подогрева в экстремальных условиях предусматривается электрический подогрев.

Тепловой насос вода-вода служит для использования открытого типа сбора энергии воды и передачи ее теплоноситель. Такие агрегаты с нержавеющим распределительным баком и мощностью до 6 кВт служат длительный период. Автоматическая система управления позволит эффективно использовать тепло незамерзающих водоемов.

Насосы воздух-воздух применяют для нагрева внутренней атмосферы в помещении. В летний период такое оборудование охладит воздух и сделает температуру комфортной. Каскадные установки с суммарной мощностью до 50 кВт послужат для кондиционирования больших служебных и производственных помещений.

Установки грунт-вода позволяют эффективно отапливать как частные дома, так и производственные цеха. Забор тепла производится из земных недра бурением глубоких скважин. Упрощенный вариант рассматривает поверхностную горизонтальную укладку трубопроводов большой протяженности на участке земли.

Факторы, влияющие на стоимость теплового насоса

  • для определения мощности насоса учитывают площадь предполагаемого отопления и количество подключенных дополнительных контуров (бассейн, горячее водоснабжение);
  • играет роль тип насоса по способу забора тепла, следует ли бурить скважины;
  • во избежание потерь тепла при эксплуатации важно утеплить наружные стены, крышу и пол частного дома, это позволит сделать работу экономичной и обогреть больше площади;
  • в стоимость насоса включаются затраты на бурение скважин, земляные работы;
  • на цену влияет протяженность труб и количество последовательно подключенных генераторов.

Затраты на установку почвенного коллектора ниже по сравнению с устройством глубинного варианта почти вдвое и приближается к сумме в 150 тыс. рублей, стоимость же самой конструкции насоса приблизительно одинакова и составит 430 тыс. рублей. Эта цена указана для стандартного частного дома с предполагаемой отопительной площадью около 120 м2.

Самым малостоящим по сравнению с другими типами насосов можно считать оборудование по сбору тепловой энергии из воздушных масс. И стоимость конструктивных частей и цена монтажа существенно ниже.

Самые глубокие скважины и применение мощного оборудования в зонах с большой глубиной линии замерзания может увеличить стоимость оборудования до 700 тыс.рублей, а монтаж при этом потребует затрат до 400 тыс.рублей.

Отзыв: Желание установить геотермальный тепловой насос возникло после того, как прикинули стоимость всех пусконаладочных работ по устройству газового отопления. Начало мучений положило то, что газопровод около нашего дома оказался с высоким давлением в системе и требовал установки еще две точки понижения напора. Это и финансовые проблемы и бумажно-оформительские. Кроме того, следовало пристроить генераторный узел, а перед этим согласовать чертежи и планы. Все это влетело бы в такую копеечку, что просто в голове не укладывалось.

Читайте также:
Холодильники Electrolux: ТОП-7 лучших моделей, отзывы, советы по выбору

После тщательных копаний в интернете и расчетов стало понятно, что использование теплового оборудования в виде насоса позволит получить приличный коэффициент полезного действия и еще сэкономить средства при пользовании, та как не придется платить еще и за газ.

Проложили поверхностный коллектор, плохо только то, что на этом месте ни сажать, ни строить больше ничего нельзя, так как специалисты предупредили, что земля должна отдавать температуру только отопительной системе и ничему больше. Пережили зиму, мы живем в теплом Краснодаре, зимы у нас не слишком суровые, вода в системе была около 60ºС, в доме было тепло. Дом у нас 160 м2.

Отзыв: У нас отопление происходит воздушным насосом. Для оборудования пришлось строить основание рядом с домом, так как площадь дома у нас 155 м2, да и хочется постоянно горячую воду. Особых нареканий нет никаких на работу теплового воздушного насоса, даже зимой он откуда-то извлекает тепло. Дом отапливается нормально, живем мы в середине России по климатическому поясу.

Отзыв: Мы установили тепловой насос более года. Климат у нас не теплый, можно сказать, суровый. В самую зиму пришлось протапливать дополнительно котел на солярке для поддержания тепла. Специалисты твердили, что температура будет в системе около 65ºС, но по факту все было намного хуже, поднялась только до 55ºС. Не очень мы довольны таким оборудованием, скважину копали глубокую (60 м), а теперь не совсем тепло. Хотя, если говорить об экономии электричества, то существенно меньше уходит.

Реальный опыт эксплуатации теплового насоса «воздух-вода»

Владельцы воздушных тепловых насосов рассказали FORUMHOUSE, во сколько им обходится этот вид отопления зимой и не пожалели ли они о своём выборе.

Постоянный рост цен на энергоносители заставляет собственников загородной недвижимости задуматься, как сократить затраты на отопление. Один из вариантов — построить утеплённый дом с минимальными теплопотерями. Второй шаг — смонтировать низкотемпературную систему отопления. Третье — нагреть теплоноситель тепловым насосом класса «воздух-вода». На первый взгляд кажется, что это — неоправданно дорогое решение, а воздушный тепловой насос будет неэффективно работать зимой. Проверим, так ли это, на примере пользователей FORUMHOUSE, которые установили в доме тепловые насосы.

  • Отопление зимой тепловым насосом «воздух-вода» — миф или реальность
  • Сколько тепла вырабатывает тепловой насос «воздух-вода» при отрицательных температурах
  • Выводы и рекомендации

Тепловой насос «воздух-вода» — реальные факты

Этот вид теплового оборудования вызывает массу споров. Пользователи делятся на два лагеря. Одни считают, что, для отопления дома, ничего лучше не придумано. Другие полагают что, из-за дороговизны тепловых насосов (ТН) и суровых климатических условий во многих регионах РФ , первоначальные вложения не отобьются. Выгоднее положить деньги в банк, а, на полученные проценты, отапливать дом электричеством. Как всегда, истина посередине. Забегая вперёд скажем, что, в статьеречь пойдёт только о тепловых насосах «воздух-вода». Сначала немного теории.

Источники тепла для теплового насоса:

  • воздух;
  • вода;
  • земля.

Важный момент:Тепловой насос не производит тепло. Он перекачивает тепло из внешней среды к потребителю, но, чтобы тепловой насос функционировал, требуется электричество. Эффективность работы теплового насоса выражается в соотношении перекаченной тепловой энергии к потреблённой из электрической сети. Эта величина называется коэффициент трансформации теплоты COP (coefficient of performance). Если в технических характеристиках теплового насоса заявлено, что COP = 3, то, это означает, что ТН перекачает в три раза больше тепла, чем «возьмёт» электричества.

Кажется, что вот оно, — решение всех проблем — условно говоря, потратив за один час 1 кВт электричества мы, за это время, получим 3 киловатт-часа тепла для системы отопления. В действительности, т.к. речь идёт о воздушных тепловых насосах с внешним блоком, установленным снаружи дома, коэффициент трансформации за отопительный сезон будет варьироваться в зависимости от температуры на улице. В сильные морозы (-25 — -30 °C и ниже) СОР воздушника падает до единицы.

Это останавливает загородных жителей от установки тепловых насосов «воздух-вода» — оборудования, в котором перекаченное тепло используется для нагрева жидкого теплоносителя. Люди считают, что для наших условий — не южных регионов страны, лучше всего подходят геотермальные тепловые насосы с закопанным в землю грунтовым теплообменником — системой труб, уложенных горизонтально или вертикально.

Я часто сталкиваюсь с мифом, что тепловой насос «воздух-вода» неэффективен в морозы, а вот геотермальный ТН — самый то. Сравните коэффициент трансформации теплоты оборудования весной. Геотермальный контур после зимы истощен. Хорошо если там температура около 0 градусов. А вот воздух уже достаточно прогрет. Потребность в тепле уменьшается, но не пропадает летом, т.к. горячее водоснабжение нужно круглый год. Геотермальные ТН отлично подходят для регионов с суровой зимой и длительным отопительным периодом. Для Южного федерального округа и Московской области ТН «воздух-вода» показывает сравнимый с геотермальником среднегодовой СОР.

Можно ли дешево отопить загородный дом зимой тепловым насосом «воздух-вода»

Я инженер. С 2003 года профессионально занимаюсь промышленными холодильниками и климатическими системами и поэтому в теме ТН. В феврале 2017 года я купил дом без внутренней отделки в пригороде Воронежа . Встал вопрос, как отопить коттедж. Была возможность за 400 тыс. руб. завести на участок магистральный газ. Но я выбрал тепловой насос «воздух-вода». На покупку потратил 8 тыс. евро и ничуть не жалею об этом.

Прежде, чем рассказать об эксплуатационных затратах Bavares36 и выгоде использования теплового насоса, опишем, а это важно знать, конструктив дома:

  • Отапливаемая площадь двухэтажной «коробки» 130 кв. м.
  • «Пирог» стен — панели из арболита толщиной 3.5 см, монолитный сердечник цемент + опилки — 25 см, несъёмная опалубка — пенопласт толщиной 9 см, отделка — декоративная штукатурка 0.5 см. Итого: общая толщина стены – 38 см.
  • Перекрытие второго этажа деревянное.
  • Крыша утеплена пенопластом толщиной 14 см.
  • В доме, на первом и втором этаже, установлены большие окна в пол.
  1. Отопление.
  • На первом этаже дома смонтировано 8 контуров низкотемпературной системы отопления — тёплый пол (6 контуров) и теплые стены (2 контура).
  • На втором этаже 6 отопительных контуров. Два контура теплых стен. Теплый пол в ванной и три контура в комнатах.
  1. Система ГВС.
  • В доме два санузла. Водопотребители — ванная, душ + мойка на кухне.
  • В системе ГВС стоит циркуляционный насос.
  • Дополнительно в доме, в санузлах, установлены полотенцесушители.
Читайте также:
Украшение окна елочными игрушками. Новогодние шторы из бумаги своими руками

Для теплоснабжения дома используется тепловой насос «воздух-вода». Оборудование смонтировано и запущено 5 октября 2017 года. Важный нюанс!У ТН «воздух-вода» основная цена приходится на внутренний блок, т.к. в нём находятся: ТЭНы для нагрева воды для ГВС и для дополнительного нагрева теплоносителя в сильные морозы, теплоаккумулятор и прочее оборудование.

Переходим к цифрам. За шесть месяцев отопительного сезона Bavares36 потребил, по данным выделенного на ТН электросчётчика, электроэнергии:

  • октябрь – 1000 кВт*ч;
  • ноябрь -1000 кВт*ч;
  • декабрь – 1000 кВт*ч;
  • январь – 1700 кВт*ч;
  • февраль – 1900 кВт*ч;
  • март – 1900 кВт*ч.

Итого, общее потребление, с октября по март, составило 8500 кВт*ч. Тариф на электроэнергию – 2.52 руб. за 1 кВт*ч. Теперь считаем сколько заплатил пользователь за отопительный сезон включая ГВС: 8500х2.25= 21420 рублей.

За теплый период (с апреля по сентябрь включительно) счетчик теплового насоса «намотал» порядка 2500 киловатт-часов. Т.е. — 6300 руб. Итого, за календарный год, затраты на отопление и горячее водоснабжение – 27720 рублей. Я считаю, что тепловой насос «воздух-вода» отлично подходит для моих климатических условий. ТЭНы подключались периодически, при большом потреблении воды и при морозах -25 градусов Цельсия. А это всего две недели за зиму.

Для полноты картины приведём наблюдения пользователей портала, также эксплуатирующих тепловые насосы «воздух-вода».

У меня дом площадью 250 кв. м построенный из газобетона. Толщина газосиликатных блоков – 300 мм. Стены снаружи утеплены каменной ватой толщиной 10 см и оштукатурены. На первом этаже смонтированы теплые полы. Установленная температура +23 °C. На втором этаже радиаторы. Температуру выставил +24 °C.

Сначала пользователь отапливал дом электрокотлом мощностью 24 кВт. Потом, коттеджей в поселке стало больше, и начались проблемы с подачей электричества. Vovanadm поставил твердотопливный котел мощностью 30 кВт. Но ему быстро надоело быть кочегаром. В итоге пользователь установил тепловой насос «воздух-вода». Почему? Не нужно копать или бурить землю на участке под грунтовый теплообменник. ТН потребляет 2.35 кВт в час. СОР в отопительный сезон 3. Это дешевле, чем отапливать дом электричеством. Далее пользователь хочет перейти на дневной-ночной тариф. Ниже прилагаются фото со смонтированной системой и потреблёнными киловатт-часами с конца сентября по конец октября.

тепловой насос

Опции темы
  • Подписаться на эту тему…
  • Поиск по теме

    А я думал, что КПД 100%-это уже вечный двигатель)))

    КПД 360% – это маркетологические выкрутасы. так-то уже давно обычный бытовой кондиционер (по сути – тоже тепловой насос) при потреблении 1 кВт электричества выдает 3-4 кВт тепла/холода. я конечно не эксперт, но сдается мне это немножко разные киловаты :)

    а недавно слышал про некий аппарат, который так же устроен по типу теплового насоса, позволяет при подаче на него 1 кВт электроэнергии, путем поглощения тепла из окружающей среды, выдать в итоге 4 кВт электричества. мож кто что слышал? мопед не мой, нагуглить толком не смог ничего

    КПД 360% – это маркетологические выкрутасы. так-то уже давно обычный бытовой кондиционер (по сути – тоже тепловой насос) при потреблении 1 кВт электричества выдает 3-4 кВт тепла/холода. я конечно не эксперт, но сдается мне это немножко разные киловаты :)

    а недавно слышал про некий аппарат, который так же устроен по типу теплового насоса, позволяет при подаче на него 1 кВт электроэнергии, путем поглощения тепла из окружающей среды, выдать в итоге 4 кВт электричества. мож кто что слышал? мопед не мой, нагуглить толком не смог ничего

    https://www.youtube.com/watch?v=BFcYVqfJd80 смотри с 9.00. Может у себя попытаешься протолкнуть, если получится, про меня не забудь:)

    Конечно, это килокалории переведённые в единицы СИ. Вроде лошадиных сил, переведённых в кВт. Надо знать основы 6-го класса физики о сохранении энергии и её преобразовании. В теплотехнике с фазовым переходом то что принимают за КПД это СОР, т.е коэффициент эффективности. Его значение могут быть много выше 1-цы, физическое КПД выше единицы быть не может.

    хе, прикольный лохотрон. на досуге целиком посмотрю.

    Получить 3-4 кВт тепла при затрате 1 кВт электричества с помощью ТН вполне реально и никак не противоречит физике. Но вот обратный процесс перевода тепла в электричество практически невозможен в виду малой эффективности тепловых машин. КПД Стирлинга или паровой машины очень малы, термопары вообще ни о чём.

    Темка тепловых насосов уже достаточно неплохо раскручена по СНГ. Если остается много вопросов – задавайте, отвечу.

    Ну к примеру, экономическую целесообразность применения ТН на обычный стандартный дом в 180-200м 2?

    Читайте также:
    Столешница из дерева – как выбрать

    Ондоль – корейский тёплый пол. . Как строить? Итак, построить ондоль – корейский тёплый пол – очень и очень просто!

    Хватает и даже с запасом) в Устькамане в одном автоцентре хозяин на всех этажах сделал грамотные полы с шагом 150мм, в итоге когда с ТНа подаем выше 28гр -девочки бегут с воплями “вы нас решили жарой уморить??” это в морозы за 30гр за бортом)). А дешево у астанинской конторки потому что ТНы китайские – дешевле Китая может только Вьетнам)

    Последний раз редактировалось дед марос; 18.08.2015 в 18:40 .

    КПД 360% – это маркетологические выкрутасы. так-то уже давно обычный бытовой кондиционер (по сути – тоже тепловой насос) при потреблении 1 кВт электричества выдает 3-4 кВт тепла/холода. я конечно не эксперт, но сдается мне это немножко разные киловаты :)

    а недавно слышал про некий аппарат, который так же устроен по типу теплового насоса, позволяет при подаче на него 1 кВт электроэнергии, путем поглощения тепла из окружающей среды, выдать в итоге 4 кВт электричества. мож кто что слышал? мопед не мой, нагуглить толком не смог ничего

    ))) Жуть какая-то(((

    Последний раз редактировалось house; 20.08.2015 в 13:47 .

    Бывает ли такое?) Вроде в физике ничего подобного незамечено.

    Такой простой вопрос, ( а главное короткий) а в ответ – митинг какой то.
    Ну спасибо..зачитали рекламный буклетик своей же конторы и что? Где ответ?
    Ну давайте вам помогу что ли.
    Во первых реальный СОР ни фига не 4,5. потому как у реальных пользователей 3,5- считается уже хорошо. (но я даже не буду спорить по этим цифрам)
    Пошли дальше.. Стоимость ТН под ключ ( с оборудованием, с бурением скважин, монтажём всего и установкой , в реальности стоит 100 тыс, за кВт мощности. дешевле конторы не делают и спекулировать на этом – бессмысленно.
    То есть если рассмотреть дом, про который я у вас спросил, то в случае даже неплохого утепления (с теплопотерями 50 Вт/м2) требуется ТН 10кВт..что равно = 1 000 000 (мульён рублей). на этом мы не закончили..потому как ТН – это низкотемпературное отопление. и для получения тех результатов, что вами были озвучены, ему радиаторы не пойдут..только тёплые полы..а как известно это далеко не дешёвый вид отопления. ещё +20% от стоимости системы отопления (заметьте, цифра явно занижена)
    Теперь вопрос – сколько лет я буду окупать ТН (при вышеперечисленных расходах) если я буду топить дом исключительно электрокотлом + теплоаккумулятором? (уточняю..наличие теплоаккумулятора позволяет мне топиться ночным тарифом, а “догоняться” я могу и дневным слегка. часов эдак 5-6 (люблю когда жарко) . при моём тарифе эл. дневном = 2,6 руб, ночном 1,53 руб.).
    (большая просьба, не зачитывать рекламные буклетики. только цифры. а если они идут в противоречие – то конечно бы и ссылками на источник)

    Последний раз редактировалось vetal m; 18.08.2015 в 19:26 .

    Это вероятно про Потаповский кавитатор) еще его обзывают гидродинамический тепловой насос)) а если гуглить то – Юсмар, ВТГ и т.д. – чистой воды развод.

    Реальный КОП меряли -перемеряли независимые пользователи, молчу про обязательные тестовые замеры на производстве. Цены на Тн можно найти на сайтах дилеров. А полемику разводить на 50 страницах как на FH- это уже ваш профиль).

    Последний раз редактировалось дед марос; 18.08.2015 в 19:30 .

    Тепловой насос на даче: выгоды и проблемы

    Можно ли потратить 1 кВт⋅ч электроэнергии, а взамен получить 3-4 кВт⋅ч тепла для отопления и горячего водоснабжения загородного дома? И платить по счетчику только за 1 кВт⋅ч, беспечно обогревая площадь в 30-40 кв. м? Да! Современные технологии творят чудеса. Именно о такой новаторской системе получения теплой воды мы сегодня и поговорим.

    Затратив на входе 1 кВт⋅ч, на выходе она действительно дарит вам в 3-4 раза больше тепла. Причем дарит в прямом смысле: казалось бы, ниоткуда, «из воздуха» появляется дополнительная энергия, которая материализуется в комфортном и теплом отдельно стоящем доме. В этом и есть главный плюс чуда техники под названием «теплонасосные системы», а сокращенно — «тепловые насосы».

    Разумеется, за таким четырехкратным экономическим эффектом стоят и самые современные технологии, и серьезная наука. Поэтому не судите строго за вынужденную сухость и «технократичность» изложения.

    Как это работает

    Всезнающая «Википедия» определяет тепловой насос как устройство для переноса тепловой энергии от источника низкопотенциальной тепловой энергии (с низкой температурой) к потребителю (теплоносителю) с более высокой температурой.

    По сути, тепловой насос аналогичен бытовому холодильнику, о сложной работе которого мы попросту не задумываемся. Только там основная цель — производство холода: испаритель забирает тепло из камеры холодильника, а конденсатор «сбрасывает» его в окружающую среду. В тепловом насосе картина строго обратная.

    Конструкция теплового насоса — это замкнутая система, в которую входят:

    • испаритель,
    • компрессор,
    • конденсатор,
    • расширительный клапан (дроссель).

    Они соединены трубопроводами, по которым циркулирует хладагент (фреон). Но сам тепловой насос как таковой — лишь часть теплонасосной системы отопления. Его испаритель непосредственно связан с первым контуром системы — зарытым в грунт теплообменником, который передает низкопотенциальную энергию грунта хладагенту (второй контур).

    Читайте также:
    Траншея под фундамент: как выкопать

    1. Получая тепловую энергию грунта из первого контура, хладагент нагревается, вскипает и переходит из жидкого состояния в газообразное (испаряется).
    2. Компрессор сжимает нагретый газообразный хладагент, при этом его температура повышается. Кстати, именно на работу компрессора в основном и уходит вся потребляемая из сети электроэнергия — тот самый условный 1 кВт⋅ч, о котором шла речь в начале статьи.
    3. Из компрессора подогретый фреон попадает в конденсатор. Здесь он охлаждается, отдавая свое тепло в контур системы водяного отопления дома (третий контур).
    4. Выходя из дросселя, фреон расширяется, его температура падает, в результате он переходит в жидкую фазу и возвращается в испаритель.
    5. После этого рабочий цикл повторяется заново. Типичный бытовой холодильник, только работающий «в обратную сторону».

    Типы тепловых насосных систем

    Исследователи и конструкторы теплонасосных установок разработали несколько вариантов отбора тепла у природы: из грунта, из воды и даже из воздуха. Практический интерес для российских дачников представляет случай съема тепла из грунта — прямо из земли садового участка.

    При этом тепловая энергия грунта отбирается теплоносителем (обычно это незамерзающая жидкость на основе пропиленгликоля или этиленгликоля) первого контура. Известны два типа грунтовых теплообменников: горизонтальный коллектор и геотермальный зонд.

    Горизонтальный грунтовый коллектор

    Это система труб, уложенных на глубине ниже уровня промерзания (то есть около 2 м) в специально вырытые траншеи. Трубы могут соединяться последовательно или параллельно, располагаться в одной плоскости или даже образовывать пространственную спираль.

    Параметры такого теплообменника зависят от длины труб, которую рассчитывают исходя из:

    • потребной мощности насоса,
    • грунта данного места (влажный — лучше),
    • уровня солнечной радиации и т.д.

    В любом случае площадь, занимаемая таким коллектором, сравнительно велика. В средней полосе России примерное значение тепловой мощности, приходящейся на 1 погонный метр трубы теплообменника, составляет 20-30 Вт. Это означает, что для обеспечения теплом коттеджа площадью около 50 кв. м потребуется коллектор площадью 150-200 кв.м.

    На площадке, под которой располагается коллектор, можно сажать кусты и деревья, устанавливать малые архитектурные формы (беседки, перголы и арки, садовые скульптуры, стационарные садовые светильники и т.д.). Но какая-либо серьезная застройка там запрещена. Такой запрет позволяет тепловым «запасам» грунта, остывшего за зиму, восстанавливаться естественным путем. А это происходит в том числе за счет летних дождей. Поэтому ничто не должно препятствовать проникновению влаги в почву. Так что «энергетическое поле» вашего участка будет представлять собой только садово-огородный ландшафт, даже без теплиц.

    Вертикальный коллектор, или геотермальный зонд

    Вертикальный коллектор — другой тип грунтового теплообменника. Он представляет собой вертикальную скважину глубиной 30-100 м (иногда и более), в которой размещается U-образный или коаксиальный (труба в трубе) теплообменник.

    У него есть и другое название — геотермальный зонд.

    Важнейшее преимущество вертикальных грунтовых теплообменников — в том, что для их устройства требуется минимальная площадь.

    Два примера применения тепловых насосов

    1. Один из лучших примеров на территории России — «Активный дом» под Москвой. Он сооружен в 2011 году и стал поистине символическим объектом в области энергоэффективности дачного строительства.

    В нем установлен тепловой насос, использующий 33% раствор этиленгликоля, который циркулирует в коллекторах охлаждения скважного исполнения. Для их производства на придомовом участке в шахматном порядке пробурили 8 скважин глубиной до 30 м.

    В этом примере есть один очень важный, можно сказать решающий параметр: здесь четко определен радиус действия скважного модуля в 6 м. То есть одна скважина должна отстоять от другой не менее, чем на 12 м.

    Главное достоинство установки — пресловутый расход 1 кВт⋅ч поступающей извне мощности для получения 3-4 кВт⋅ч тепловой энергии.

    Серьезный недостаток таких теплообменников — немалая стоимость буровых работ, приближающаяся к цене импортного оборудования.

    Тем не менее, в Московской области большинство установок приходится на долю тепловых насосных систем именно с вертикальными грунтовыми теплообменниками.

    На видео ниже вы можете посмотреть, как вообще происходит бурение скважин и закладка в них геотермальных зондов:

    2. Еще один пример, на этот раз из Набережных Челнов. Компания Rockwool построила там энергоэффективный дом Natural Balance общей площадью 186 кв. м.

    Отопление и горячее водоснабжение в этом доме обеспечивает тепловой насос. На приусадебном участке пробурили десять скважин глубиной по 35 м, в которые опустили теплообменники.

    Трубы, соединяющие зонды с тепловым насосом, расположены на глубине более 1 м, поэтому площадка со скважинами используется как обычный садовый участок с плодовыми деревьями, огородом, цветниками, садовыми скамейками и прочими атрибутами современного загородного дома.

    Велика ли эффективность теплового насоса?

    Уровень эффективности теплового насоса определяется коэффициентом преобразования (коэффициентом мощности), который показывает отношение полученной тепловой энергии к количеству электрической энергии, затраченной на работу компрессора. В любое время года для тепловых насосов «грунт-вода» величина коэффициента составляет около 4. Это означает, что при потреблении 2 кВт∙ч электрической энергии установка производит 8 кВт∙ч тепловой энергии.

    Я выбрал для примера скромные 2 кВт∙ч, потому что это тот минимум, который может получить одно домохозяйство в обычном садоводческом товариществе в регионе с ограниченным энергопотреблением. А мощности в 8 кВт∙ч тепловой энергии достаточно, чтобы отопить грамотно утепленный дом площадью до 100 кв. м и более.

    Второе назначение

    Тепловые насосы могут работать не только в режиме отопления, но и в режиме кондиционирования всех комнат. То есть если собрать гидравлическую развязку в котельной, обычный тепловой насос можно использовать и для охлаждения. У передовых котловых компаний уже есть модели тепловых насосов, которые легко переходят с одного режима на другой. Оба эти варианта не отличаются сложностью и не требуют больших вложений.

    Читайте также:
    Эхеверия: уход в домашних условиях, полив, размножение и пересадка

    Читателям, которым в целом понравилась идея тепловых насосов, надо помнить, что традиционные отопительные радиаторы не пригодны для охлаждения воздуха, а «теплые» полы превращаются в «ледяные». Поэтому эффективное совмещение функций отопления и охлаждения возможно только при использовании воздушных систем отопления/кондиционирования. Этот вариант распространен в США, где тепловой насос большую часть года работает именно в режиме охлаждения.

    Стоит ли устанавливать тепловой насос у себя на даче?

    Расходы на эксплуатацию теплонасосных и традиционных газовых систем отопления примерно одинаковы. Поэтому при наличии магистрального газа разумнее использовать привычное газовое отопление, чем платить сотни тысяч рублей за тепловой насос и его обустройство. Для примера можно привести цену теплового насоса мощностью 6 кВт производства компании Viessmann – 756 тыс. рублей.

    Схожие по мощности аппараты отечественного производства с импортными комплектующими обойдутся уже на 200 тыс. руб. дешевле. Хотя учитывая легендарно заоблачные цены на подключение магистрального газа, теплонасосная система может стать экономически оправданной.

    Если магистрального газопровода поблизости нет, выбор типа отопления заметно упрощается. Применять дизтопливо дорого, электричество — еще дороже. В последнем случае нередки строгие лимиты на электроэнергию. Именно в такой ситуации тепловой насос может быть наиболее выгодным вариантом. Он:

    • не требует пожароопасных емкостей с топливом, нуждающихся в периодической заправке, не говоря уже об отсутствии неприятных запахов и естественных выбросов продуктов сгорания;
    • окупается приблизительно через 7-10 лет. Хотя сейчас этот срок стал заложником курса российской валюты.

    Тепловые насосы — это хорошо отработанные конструкции. Срок их службы до капитального ремонта — обычно 15-25 лет. По безопасности они эквивалентны бытовым холодильникам и превосходят любые газовые и дизтопливные котлы.

    Европейские стандарты экономии

    Европейский лидер по использованию тепловых насосов — Швеция, где в новых домах около 95% систем отопления основано на этой технологии.

    За шведами с некоторым отставанием идут финны и немцы. Их энергетическая политика направлена на сокращение энергозависимости от стран с богатыми ресурсами. И тепловые насосы — лишь часть этой обширной программы. В ее рамках в большинстве стран ЕС успешно внедрены системы поддержки производителей энергии из возобновляемых источников. Так, сегодня у пользователей тепловых насосов есть привилегия льготный тариф на энергию, которая тратится на работу таких аппаратов.

    В Финляндии частному застройщику возвращается 20% от стоимости оборудования и 40% (в форме налоговых вычетов) — от суммы затрат на монтаж оборудования (до 2012 года было 60%).

    В России судьба тепловых насосов не столь безоблачна. Гуманные цены на газ и отсутствие реальной заинтересованности в энергосбережении не позволяют рассчитывать на скорое развитие возобновляемых источников энергии. Однако интерес реальных потребителей к этой теме растет с каждым годом. И это легко объяснимо, ведь во многих случаях использование тепловых насосов становится практически единственной возможностью создать современную и экономичную систему отопления в загородном доме.

    Греющий кабель для водостока и крыши: выбор и монтаж в системе антиобледенения

    В зимние оттепели и периоды межсезонья работа водосточных систем подвергается риску. В желобах и трубах происходит образование наледи, которая способна быстро нарастать и формировать целые ледяные пробки. Они замедляют работу водосточной системы, а иногда и полностью ее блокируют.

    Ко всему прочему намерзший лед увеличивает вес водостоков, приводя к их обрушениям и разрывам. Избежать подобных последствий можно при помощи систем антиобледенения, основным элементом которых является греющий кабель для водостока и кровли.

    Содержание

    Функции греющего кабеля

    Начнем с главных понятий. Что такое греющий кабель? Это проводник тока, способный преобразовывать электрическую энергию в тепловую. Количество выделяемого тепла зависит от силы тока и сопротивления токопроводящего материала. Если вспомнить курс школьной физики, то окажется, что такой способностью обладает любой проводник. Но! Для кабеля электропроводки подобный тепловой эффект является нежелательным, поэтому за счет конструкции его стараются снизить. А для греющего кабеля – наоборот. Чем больше тепла он будет способен преобразовать из электроэнергии, тем лучше.

    В системе антиобледенения греющий кабель выполняет важнейшую функцию нагрева элементов водостока и кровли, благодаря чему образование наледи, сосулек и снежных навесов становится невозможным.

    • образование сосулек на водостоках и краях кровли;
    • закупорку водостоков льдом;
    • обрушение или деформацию желобов под весом льда, сосулек и снежных масс;
    • разрыв труб под воздействием льда.

    Эксплуатационные характеристики греющих кабелей

    Электрические кабели для обогрева водоотводов и кровли работают в сложных условиях – под воздействием влаги, отрицательных температур, механических нагрузок. Поэтому необходимо, чтобы кабели обладали следующим набором характеристик:

    • герметичностью оболочки и стойкостью к атмосферной влаге;
    • стойкостью к УФ-излучению;
    • способностью не изменять свои свойства при высоких и низких (отрицательных) температурах;
    • высокой механической прочностью, позволяющей противостоять нагрузкам от снега и льда;
    • безопасностью, связанной с высокими электроизоляционными свойствами.

    Поставляются кабели в бухтах или готовых греющих секциях – отрезанных фрагментах фиксированной длины с муфтой и питающим проводом для подключения к сети.

    Секции – более удобный вариант, монтировать который проще. Кабель в бухтах, как правило, применяют для водоотливов и кровель сложной конфигурации, для которых стандартные секции не подходят.

    Читайте также:
    Теплый пол под виниловый ламинат

    Виды греющих кабелей

    Системы антиобледенения способны работать на базе двух типов греющих кабелей: резистивных и саморегулирующихся. Разберем особенности каждого из них.

    Тип #1. Резистивные кабели

    Самый обычный, традиционный вариант, характеризующийся одинаковой выходной мощностью по всей длине и одинаковым тепловыделением. Для обогрева водостоков применяют резистивные кабели c тепловыделением 15-30 Вт/м и рабочей температурой до 250°С.

    Резистивный кабель для обогрева водостоков имеет постоянное сопротивление и нагревается одинаково по всей своей поверхности. Степень нагрева зависит только от силы тока, без оглядки на внешние условия. А эти условия для разных частей кабеля могут отличаться.

    Например, один участок провода может находиться под открытым небом, другой – в трубе, третий – скрываться под листвой или под снегом. Чтобы предотвратить появление наледи на каждом из этих участков нужно разное количество тепла. Но резистивный кабель не может самоподстраиваться и изменять степень своего нагрева. Любая его часть будет иметь одинаковую мощность и степень нагрева.

    Поэтому часть тепловой энергии кабеля будет расходоваться впустую, на обогрев тех частей трубы и кровли, которые и так находятся в «теплых» условиях. За счет этого потребление электричества резистивным кабелем всегда сравнительно высокое, но частично непродуктивное.

    В зависимости от конструкции, резистивные кабели подразделяются на 2 типа: последовательные и зональные.

    Последовательные кабели

    Строение последовательного кабеля очень простое. Внутри его, по всей длине тянется сплошная токопроводящая жила, покрытая сверху изоляцией. Жила – это медный провод.

    Чтобы он не стал причиной негативного электромагнитного излучения, поверх провода размещают экранирующую оплетку. Дополнительно она выполняет роль заземления. Внешний слой резистивного кабеля – это полимерная оболочка, служащая для предотвращения короткого замыкания и защиты от внешних условий.

    Особенностью последовательного кабеля является то, что его общее сопротивление равно сумме сопротивлений всех его кусков. Поэтому при изменении длины провода меняется и его тепловая мощность.

    Так как процесс теплоотдачи нельзя отрегулировать, требуется постоянный контроль за кабелем, включающий уборку скопившегося мусора. Листва, ветки и другой мусор могут привести к перегреву и перегоранию кабеля. Восстановлению он не подлежит.

    Последовательные кабели могут быть одножильными и двужильными. В одножильном проводнике имеется одна жила. В двужильном – две жилы, идущие параллельно и проводящие токи в противоположных направлениях. В результате происходит нивелирование электромагнитного излучения, за счет чего двужильные кабели являются более безопасными.

    Последовательные резистивные кабели имеют следующие сильные стороны:

    • доступная цена;
    • гибкость, дающая возможность размещать кабель на поверхностях различной конфигурации;
    • простой монтаж, при котором нет необходимости задействовать «лишние» детали.

    К недостаткам относятся стабильное тепловыделение, не зависящее от погодных условий, и выход из строя всего кабеля при самопересечении или перегреве в одной точке.

    Зональные кабели

    Кроме обычного резистивного кабеля существует его усовершенствованная версия – кабель зональный (параллельный). В его конструкции имеется две параллельно расположенные изолированные токопроводящие жилы. Вокруг них – накрученная спиралью нагревающая проволока с высоким сопротивлением.

    Эта спираль (обычно нихромовая) через контактные окна в изоляции замыкается поочередно то к первой, то ко второй жиле. Образуются независимые друг от друга зоны тепловыделения. При перегреве и перегорании кабеля в одной точке выходит из строя только одна зона, остальные продолжают работать.

    Так как зональный греющий кабель для кровли и водостоков представляет собой цепочку из независимых тепловыделяющих участков, существует возможность нарезать его на фрагменты непосредственно на месте укладки. При этом длина нарезаемых кусков должна быть кратна величине тепловыделяющей зоны (0,7-2 м).

    Преимущества использования зонального кабеля:

    • доступная цена;
    • независимые зоны тепловыделения, наличие которых позволяют не бояться перегрева;
    • несложный монтаж.

    Среди недостатков выделяют стабильное тепловыделение (как и у последовательного кабеля) и то, что величина нарезаемых для монтажа кусков зависит от длины обогревающей зоны.

    Тип #2. Саморегулирующиеся кабели

    Этот тип кабелей обладает большими возможностями в системе обогрева водостоков и кровли.

    Его строение более сложное, чем у резистивного аналога. Внутри элемента находятся две токопроводящие жилы (как у двужильного резистивного кабеля), соединенные полупроводниковой прослойкой – матрицей. Далее слои располагаются так: внутренняя фотополимерная изоляция, экранирующая оболочка (фольга или оплетка из проволоки), пластиковая наружная изоляция. Два слоя изоляции (внутри и снаружи) делают кабель устойчивым к ударным нагрузкам и повышают его диэлектрическую прочность.

    Основной отличительной деталью саморегулирующегося кабеля является матрица, меняющая свое сопротивление в зависимости от температуры окружающего воздуха. Чем выше температура окружающей среды, тем больше сопротивление матрицы и меньше нагрев самого кабеля. И наоборот. В этом и проявляется эффект саморегуляции.

    Кабель автоматически и самостоятельно регулирует потребляемую мощность и степень нагрева. При этом каждый участок кабеля работает автономно и независимо от других участков подбирает под себя степень нагрева.

    Кабель с эффектом саморегуляции стоит дороже резистивного в 2-4 раза. Но он имеет и множество преимуществ, наиболее заметные из них такие:

    • изменение степени нагрева в зависимости от условий окружающей среды;
    • экономичный расход электроэнергии;
    • невысокая потребляемая мощность (около 15-20 Вт/м в среднем);
    • долговечность, связанная с отсутствием риска перегрева и перегораний;
    • несложный монтаж на любой кровле;
    • возможность нарезки на подходящие куски (длиной от 20 см) непосредственно на месте укладки.

    Кроме высокой цены к недостаткам данного варианта можно отнести долгий нагрев, а также высокую величину стартового тока при низких окружающих температурах.

    Читайте также:
    Украшение окна елочными игрушками. Новогодние шторы из бумаги своими руками

    Конструкция системы антиобледенения

    Как уже было отмечено, кабель является главным (греющим) элементом системы антиобледенения водостоков и крыш. Но не единственным. Для сборки полноценно работающей системы применяют следующие компоненты:

    • нагревающий кабель;
    • подводящий провод, использующийся для подачи напряжения (он не нагревается);
    • крепежи;
    • соединительные муфты;
    • блок питания;
    • УЗО;
    • терморегулятор.

    Продуктивность работы нагревательной системы во многом зависит от терморегулятора. Это устройство позволяет включать и выключать нагревательные секции (кабель), ограничивая их работу в заранее зафиксированном диапазоне погодных условий. Определять их величину терморегулятор может за счет специальных датчиков, которые устанавливаются в местах наибольшего скопления воды.

    Обычный терморегулятор характеризуется наличием датчика температуры. Как правило, для небольших систем, применяют двухдиапазонный терморегулятор с возможностью настройки температуры включения и выключения кабеля.

    Более эффективно контролирует работу системы специализированный терморегулятор, именуемый метеостанцией. Он содержит несколько датчиков, фиксирующих не только температуру, но и ряд других параметров, влияющих на образование наледи. Например, влажность воздуха, наличие остаточной влаги на трубах и кровле. Метеостанции работают в режиме установленных программ и позволяют экономить до 80% электроэнергии.

    Монтаж нагревательного кабеля

    Для монтажа системы антиобледенения, греющие кабели прокладывают:

    • на краю кровли;
    • в ендовах;
    • по линии пересечений кровли и смежных стен;
    • в горизонтальных желобах;
    • в вертикальных водосточных трубах.

    Особенности укладки кабеля в этих зонах имеют свои отличия и особенности.

    На краю кровли

    В этой зоне кабель укладывают змейкой так, чтобы она оказалась выше края наружной стены на 30 см. Высота змейки при таком раскладе оказывается 0,6, 0,9 или 1,2 м.

    При монтаже кабеля на металлочерепице, виток провода укладывают в каждой нижней точке волны. Монтаж на металлической фальцевой кровле требует иного подхода. Кабель поднимается по первому шву на нужную высоту, затем спускается к водосточному желобу с другой стороны этого же шва. Проходит по желобу, доходит до следующего шва и повторяет цикл заново.

    Если на скатной кровле нет желобов, то на ее грани могут формироваться значительные ледяные наросты и сосульки. Чтобы этого не случилось, кабель укладывают по одной из двух возможных схем: «капающая» петля или «капающая» грань.

    Схема «капающей» петли предполагает, что тающая вода будет стекать и капать непосредственно с кабеля. Для этого кабель монтируют змейкой так, чтобы он свисал с края крыши на 5-8 см.

    Схему «капающей» грани организовывают по похожему принципу. Только кабель закрепляют на грани кровли (капельнике), прокладывая его традиционно змейкой.

    В ендовах и местах пересечения крыши и стены

    Наледь легко образуется в ендовах и других местах на стыке скатов кровли. Кабель здесь прокладывают в 2 нити, вдоль стыка, на 2/3 его длины. За счет этого образуется непромерзающий проход, через который могут стекать талые воды.

    Похожий метод устройства непромерзающего прохода используется для мест пересечения крыши и стены. Здесь кабель также укладывают в 2 нити на 2/3 высоты ската. Расстояние от кабеля до стены – 5-8 см, а расстояние между его нитями – 10-15 см.

    В желобах

    В горизонтальном желобе кабель укладывают по всей длине в одну или несколько параллельных нитей. Количество нитей зависит от ширины желоба. Если в лоток шириной до 10 см достаточно положить одну нить кабеля, то в лоток шириной 10-20 – уже две нити. Для более широкого желоба (более 20 см) их количество увеличивают, добавляя по одной нити на каждые следующие 10 см ширины. Укладывают кабель так, чтобы между нитями оставалось пространство 10-15 см.

    Для крепления кабеля в желобах применяют монтажную ленту или специальные пластиковые клипсы. Также существует возможность изготовить крепления в нужных количествах самостоятельно – из стальной ленты, которой легко можно придать форму зажима. Зажимы и элементы монтажной ленты закрепляют на стенках желобов саморезами. Образованные в результате отверстия герметизируют силиконовым герметиком. Между элементами крепления соблюдают расстояние 0,3-0,5 м.

    В водосточных трубах

    Наледь часто формируется в сливных воронках, закрывая путь для стока талой воды с крыши. Поэтому укладка кабеля является здесь обязательной. В трубу с диаметром до 10 см помещают одну нитку кабеля, с диаметром 10-30 см – две нитки. На входе в трубу кабель закрепляют к стенкам при помощи стальных скоб.

    В верхней и нижней части трубы необходим усиленный подогрев, который осуществляют путем укладки дополнительных нитей кабеля – в виде «капающей» петли или нескольких спиральных витков.

    Если длина трубы превышает 3 метра, для спуска кабеля и его фиксации используют цепь или трос с крепежными элементами. Цепь (трос) подвешивают на ввинченный в деревянные элементы кровли крюк или металлический прут, закрепленный на желобе.

    Полезное видео по теме

    Основные принципы монтажа греющего кабеля в составе системы антиобледенения затронуты в видео-сюжете:

    Получается, что ничего сложного в монтаже греющего кабеля нет. Разобравшись в несложных характеристиках кабелей и нюансах их укладки, можно за короткий срок соорудить надежную систему антиобледенения.

    Потребляя совсем немного электроэнергии, эта конструкция поможет вам надолго забыть про сосульки и наледь на водостоках и крыше вашего дома.

  • Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: