Как подобрать насос для системы отопления: Подбор циркуляционного насоса для системы отопления

Как подобрать циркуляционный насос для системы отопления

На чтение 7 мин.
Обновлено 21 февраля, 2019

Агрегаты в системах обогрева зданий дают дополнительные возможности регулировки режима. Несмотря на дополнительные затраты, связанные с приобретением и установкой циркулярного насоса, суммарные расходы быстро окупаются, позволяя оптимизировать режим отопления.

Перед тем как подобрать циркуляционный насос, расчет основных параметров весьма желателен по следующим соображениям:

• недостаточная мощность агрегата сделает отопительную систему малоэффективной, а проживание в доме – некомфортным;
• избыточная мощность приведет к перерасходу затрат на обогрев жилища.

Таким образом, подбор этого специализированного устройства во многом предопределяет успешность работы отопления жилого дома.

Какие бывают виды

Насос для отопления является в современных системах одним из решающих факторов, обеспечивающих равномерное перемещение теплоносителя и, следовательно, нагреваются все тепловыделяющие элементы одинаково .

Видео

Такие агрегаты наделены комплектом достоинств, определяемых как:

1. Способствуют сохранению постоянной температуры теплоносителя.
2. Невысокий уровень потребления электроэнергии.
3. Высокая надежность при работе.
4. Простота применения.

Их основной функциональной задачей – нивелирование сопротивления трубной разводки протоку греющего вещества.

Существуют два основных конструктивных исполнения циркулярных насосов:

• с сухим ротором;
• с мокрым ротором.

Рабочая камера устройства с сухим ротором отделена от электродвигателя герметичной перегородкой. Такие агрегаты обычно имеют более высокую мощность и производительность, но издают шум при работе, поэтому их применение огранивается установкой в изолированных помещениях или зданиях.

Насосы с мокрым ротором работают в среде теплоносителя, что увеличивает срок их службы. По этой же причине они являются малошумными, что позволяет их применение внутри обслуживаемых зданий.

Существенным недостатком таких агрегатов является их невысокий коэффициент полезного действия, что ограничивает их применение в больших отопительных системах, однако в небольших частных домах они применяются очень широко из-за упомянутой выше малошумности и долговечности.

Нужно отметить, что критерии выбора не ограничиваются учетом их положительных и отрицательных качеств. Выбор циркуляционного насоса для отопления обязательно включает в себя его расчет по нескольким критериям.

Расчеты насосного оборудования

Перед началом расчета уточним функциональное назначение циркулярных агрегатов, применяемых для систем отопления:

• перекачка теплоносителя по трубопроводящей сети, суммарный объем котрой зависит от размеров помещении, подлежащих обогреву;
• преодоление сопротивления протоку теплоносителя внутри системы, оказываемое трубами и элементами арматуры.

Расчет производительности

Одним из контрольных параметров является производительность насосного оборудования, которая рассчитывается из соотношения:

– количество тепловой энергии, потребляемой в конкретным помещении;

– величина производительности насосного устройства;

– удельная теплоемкость, если как теплоноситель применяется вода, для других видов (трансформаторное масло, антифриз и др.) применяются соответствующие данные;

– разность температуры между прямыми и обратными ветвями отопительной системы, которая может составлять:

• 20^оС – при нормальной системе отопления жилых площадей;
• 10^оС – уровень температуры на нежилых площадях с низкотемпературным отоплением;
• 5^оС – температура теплового носителя в системе теплого пола.

Показатель производительности – паспортная характеристика, в технической документации отражается как кубометров за час. Чтобы результат расчета соответствовал привычной для нас форме, его нужно разделить на величину удельного веса воды.

Видео

Приведем пример расчета: площадь отапливаемого помещения составляет 200 квадратных метров, следовательно, чтобы его обогреть понадобятся затраты энергии в 20000 Вт. Помещение оснащено нормальной системой отопления с разностью температур 20^оС. Используя эти числовые значения в приведенной формуле, получаем:

20000/(1,16 х 20) = 862 кг/час,

перерасчет в привычные величины дает результат

862 / 971,8 = 0,887 м³/час.

Для отопления указанного помещения понадобится насос с производительностью не менее 0,9 м³/час. Этот показатель нужно искать в паспорте.

Для расчета этой характеристики можно применить и такую формулу:

G = 3,6Q/(c x dT) кг/час, где

с – удельная теплоемкость носителя, применяемого в отоплении.

Проше всего выбрать насос, если уже известна мощность котла. В этом случае можно применить соотношение:

Q = N x dT, где

Q – производительность агрегата;

N – мощность котла;

dT – разность температур на выходе из котла и на обратке.

На представленном выше фото показано правильное подключение агрегата для системы отопления с использованием байпаса. Такое размещение позволяет пустить поток жидкости обходным путем при необходимости производства ремонтных работ или замены насоса без остановки функционирования отопительной системы. Смотрите как сделать отопление в честном доме самостоятельно.

Важно! Расположение ротора только горизонтальное! Направление потока указано стрелкой на корпусе.

Расчет рабочего давления в контуре

Видео

Производя выбор циркуляционного насоса для системы отопления расчет необходимо произвести и по такому показателю как давление внутри трубопровода. Для этого можно воспользоваться соотношением:

P = (R x L + Z) / p x q, где:

P – величина давления;

R – сопротивление потоку для прямых участков трубопровода;

L – общая  длина

Z – величина сопротивления потоку, обусловленная применяемыми в системе фитингами, кранами и прочей арматурой;

р – величина плотности теплоносителя при рабочей температуре;

q – значение ускорения свободного падения.

При недостатке данных для расчета по приведенной формуле, можно воспользоваться упрощенным соотношением:

P = R x L x ZF, где

R – величина сопротивления потоку в прямом участке трубы, составляющая приблизительно 100 – 150 паскалей на 1 метр, выраженное в удобной для расчета форме оно составит 0,01 – 0,015 метра на метровый участок трубы;

L – общая протяженность трубопровода, на двухтрубной схеме отопления учитываются как прямой, так и обратный контур;

ZF – коэффициент увеличения, зависящий от следующих показателей:

• для системы с шаровыми кранами, для которых несвойственно уменьшение просвета трубопровода, и с правильно подобранными фитингами он принимается равным 1,3;
• при использовании дроссельных или терморегулирующих устройств его значение составит 1,7.

Видео

Производя выбор циркулярного насоса для системы отопления, расчет его характеристик представляется как необходимая процедура.

Важно! Расчетную величину для любого показателя необходимо увеличить на 15 – 20 %, чтобы не эксплуатировать аппарат на максимальных режимах. Это защитит его от перегрузок и преждевременного выхода из строя.

Практика применения циркуляционных насосов дает возможность их подбора без вычислений необходимых параметров. Рекомендуемые параметры приведены в таблице.

Таблица для эмпирического подбора насоса

Таблица 1.

Примечание: в третьей колонке первая цифра – диаметр патрубков, вторая – высота подъема.

Видео

Воспользовавшись приведенными данными, можно без особых хлопот подобрать нужное устройство для устойчивой и длительной работы.

Основные производители

Циркулярные насосы для систем отопления выпускаются множеством европейских производителей с достаточно высоким качеством и в широком ассортименте.

Компания Wilo. Производимые в Германии насосы этого концерна занимают довольно большое место на профильном рынке. Отличаются высоким качеством и устойчивой работой. Практически все модели этого производителя оборудованы автоматическим и ручным управлением. Настраиваются не только обороты ротора, но и деблокирующие функции, включая величину давления в системе.

Компания DAB. Этот итальянский производитель успешно конкурирует с другими поставщиками на российский рынок, более 40 лет представляя  центробежные насосы. Особенностью продукции DAB являются применяемые на панели управления дисплеи, очень удобные для взаимодействия с установкой и контролем процесса работы.

Производитель Grundfos. Датская компания под этим названием существует уже более 70 лет, поставляя на рынок насосное оборудования различного назначения. Следует отметить, что этот производитель является явным и давно признанным профильного рынка. Впечатляет плодотворность и творческий подход компании, выпускающей на рынок до сотни новых моделей своей продукции ежегодно.

Оборудование этого производителя для систем отопления выходит под маркировкой UPS и линейка продукции предназначается как для бытового применения, так и для промышленного. Главной особенностью циркулярных насосов для отопления является их пригодность к работе в очень широком диапазоне температур: от -25^о до +110^оС.

Линейка продукции UPS может работать с применением 3-х режимов производительности.

Компания Джилекс. Отечественный производитель циркулярных насосов, успешно конкурирующий на рынке с европейскими компаниями.

Агрегаты отличаются неприхотливостью в работе, могут обеспечить активную циркуляцию в отопительных сетях теплоносителей различной плотности, что определяет широкий выбор жидкостей, вплоть до трансформаторного масла. Работают в 3-х режимах мощности, регулировка бесступенчатая. Выгодно отличается от конкурентов уровнем цен.

Заключение

Выбор циркулярного насоса для системы отопления и его расчет позволят потребителю сделать оптимальную покупку для реальных условий конкретного помещения.

Предложенные здесь варианты предварительной оценки необходимого оборудования позволяют уверенно сделать такой выбор. Успехов вам!

Выбор и расчет насоса для системы отопления частного дома.

Выбор насоса для системы отопления частного дома.

Отопительные системы, в которых вода движется по трубам за счет ее температуры и плотности – (самотеком) уходят в прошлое. Причин здесь много, но самая главная это появление современных композиционных материалов и труб на их основе. И вторая немаловажная деталь низкий КПД системы отопления с естественной циркуляцией.

Насос для системы отопления UPS во фланцевом исполнении

Увеличиваются в размерах наши частные домовладения, дачи и загородные дома. Системы отопления иначе  как многоконтурными построить просто невозможно. Естественно хорошо сбалансированную отопительную систему, работающую за счет естественной циркуляции рассчитать и построить тяжело. Но и стоит ли строить этакого монстра с довольно большими диаметрами труб, если достаточно установить в системе отопления циркуляционный насос.

При этом трубы подводящие тепло к отопительным приборам становятся небольшого диаметра и их легко спрятать в стене или за гипсокартоновой перегородкой. Чугунные радиаторы отопления всю жизнь портившие внешний вид наших квартир заменяются на элегантные биметаллические или алюминиевые. Объем воды в системе отопления уменьшается, значит такая система отопление быстрее прогревается, а при наличии в системе отопления циркуляционного насоса возрастает скорость движения воды, уменьшается разница температур между отопительными приборами и как следствие температура во всех комнатах будет одинаковой, что не вызывает дискомфорта.

И, наверное, самое главное за счет циркуляционного насоса повышается КПД системы отопления в целом, а значит, сокращается расход топлива дорожающего год от года. А о таких устройствах, как полотенцесушители, термостаты, регуляторы температура в каждой из комнат, увлажнители и осушители воздуха при отсутствии в системе циркуляционного насоса даже нельзя мечтать.

Подбор насоса  для системы отопления дома.

К подбору циркуляционного насоса для котельной частного дома, котетжа или дачи необходимо отнестись очень ответственно. Лучше конечно поручит это профессионалам, хотя при наличии небольших базовых знаний и не слишком серьезных требованиях к системе отопления расчет можно сделать самому, основываясь на наших рекомендациях.

Циркуляционный насос подбирается по расходу воды в системе отопления в м3 в час и развиваемому напору в М, исходя из размеров дома и материалов использованных при строительстве дома. Опытный проектировщик подберет насос именно для системы отопления в вашем доме. Если же вы готовы взять ответственность при выборе на себя, то рекомендуем выбрать насос с автоматической регулировкой или хотя бы несколькими скоростями работы. Он конечно дороже, но зато позволит скорректировать ошибки монтажа системы отопления или выбора циркуляционного насоса. У насосов с так называемым мокрым ротором имеется регулировка скорости вращения, и поэтому можно в определенных пределах подрегулировать циркуляцию теплоносителя и исправить  ошибку с подбором насоса.

И так для подбора циркуляционного насоса для частного дома вам необходимо:

Насос UPS с резьбовым или муфтовым подключением

1. Знать высоту от точки установки насоса до верхней точки самого верхнего отопительного прибора.

2. Отапливаемую площадь помещения.

3. Определить ориентировочно  сопротивление вашей системы отопления. Для примера с нее и начнем.

Трубу так называемые в народе пластмассовые (Pilsa или PPR PN10, 20,25) специально не заостряю внимание на материале – свойства примерно одни и те же. Диаметр Ду40 с чугунными батареями сопротивление системы отопления 1м. Ду 32 с алюминиевыми радиаторами отопления — 1,2 – 1,5м. Ду25 с биметаллическими отопительными приборами – 2м.

Выбираем напор, развиваемый насосом. Например, высота от насоса до верхней точки самого верхнего отопительного прибора у нас 4 метра (в доме два этажа, трубы тонкие, отопительные приборы биметаллические) насос должен развивать напор 4+2 = 6 метров.

Теперь чтобы найти м3/час, отапливаемую мощность переводим в необходимое тепло 10 м отапливаемой площади это 1 кВт, если стены теплые и толстые берем 0,8 кВт тонкие и холодные 1,2 кВт.

Дом теплый площадью 200 м2, стены толстые. 200/10х0,8=16 кВт или 16х0,86=13,76 ккал

Теперь определитесь, какая разница по температуре в системе отопления вам нужна, мы рекомендуем 8-10 градусов, не более и не менее. Больше плохо для котла и комфорта, меньше вам придется приобрести более мощный и дорогой насос, к тому же потребляющий больше электроэнергии. Выбираем 10 градусов.

13,76/10=1,37 м3/час

Следовательно для теплого двухэтажного дома площадью 200 м2, с пластиковыми трубами спрятанными в стенах и биметаллическими радиаторами вам необходим циркуляционный насос с производительностью 1,4 м3/час при напоре 6 метров. Во избежание ошибки эти характеристики у циркуляционного насоса должны быть на второй скорости, а сам насос следует выбирать трехскоростным.

Данным условиям соответствует циркуляционный насос с мокрым ротором UPS 25-70 фирмы GRUNDFOS. Цена фирменного насоса 140 Евро, китайского 70-80 Евро. Электроэнергии он потребляет 150 Вт в час.

Если бы мы использовали более толстые трубы и алюминиевые радиаторы, то подошел бы циркуляционный насос UPS 25-60 180, а он уже стоит 110 Евро. Этот насос потребляет электроэнергии меньше – 110 Вт в час.

Как видите проектирование системы отопления, и подбор циркуляционного насоса лучше делать до начала работ, так вы еще сможете сэкономить на материалах и эксплуатационных затратах.

О том, как правильно смонтировать циркуляционный насос для системы отопления читайте в следующей статье.

Парамонов Ю.О. ООО предприятие Энергостром, 2013 год.

подбор по напору и расходу, формулы, примеры

Большинство автономных систем отопления, которые используются для обогрева загородных домов и дач, сегодня оснащаются циркуляционными насосами. Чтобы при установке такой гидравлической машины добиться требуемых результатов, необходимо выполнить предварительный расчет циркуляционного насоса для системы отопления и, основываясь на полученных значениях, выбрать насосное оборудование с соответствующими характеристиками.

Грамотный подбор циркуляционного насоса обеспечит эффективную работу отопительной системы и позволит избежать лишних затрат

Сферы использования циркуляционных насосов

Главная задача циркуляционного насоса состоит в том, чтобы улучшить циркуляцию теплоносителя по элементам отопительной системы. Проблема поступления в радиаторы отопления уже остывшей воды хорошо знакома жильцам верхних этажей многоквартирных домов. Связаны подобные ситуации с тем, что теплоноситель в таких системах перемещается очень медленно и успевает остыть, пока достигнет участков отопительного контура, находящихся на значительном отдалении.

При эксплуатации в загородных домах автономных систем отопления, циркуляция воды в которых осуществляется естественным путем, тоже можно столкнуться с проблемой, когда радиаторы, установленные в самых дальних точках контура, еле нагреваются. Это также является следствием недостаточного давления теплоносителя и его медленного движения по трубопроводу. Избежать подобных ситуаций как в многоквартирных, так и в частных домах позволяет установка циркуляционного насосного оборудования. Принудительно создавая в трубопроводе требуемое давление, такие насосы обеспечивают высокую скорость движения нагретой воды даже к самым отдаленным элементам системы отопления.

Насос повышает эффективность действующего отопления и позволяет совершенствовать систему, добавляя дополнительные радиаторы или элементы автоматики

Свою эффективность системы отопления с естественной циркуляцией жидкости, переносящей тепловую энергию, проявляют в тех случаях, когда их используют для обогрева домов небольшой площади. Однако, если оснастить такие системы циркуляционным насосом, можно не только повысить эффективность их использования, но и сэкономить на отоплении, снизив количество потребляемого котлом энергоносителя.

По своему конструктивному исполнению циркуляционный насос представляет собой мотор, вал которого передает вращение ротору. На роторе устанавливается колесо с лопатками – крыльчатка. Вращаясь внутри рабочей камеры насоса, крыльчатка выталкивает поступающую в нее нагретую жидкость в нагнетательную магистраль, формируя поток теплоносителя с требуемым давлением. Современные модели циркуляционных насосов могут работать в нескольких режимах, создавая в системах отопления различное давление перемещающегося по ним теплоносителя. Такая опция позволяет быстро прогреть дом при наступлении холодов, запустив насос на максимальную мощность, а затем, когда во всем здании сформируется комфортная температура воздуха, переключить устройство на экономичный режим работы.

Устройство циркуляционного насоса для отопления

Все циркуляционные насосы, используемые для оснащения систем отопления, делятся на две большие категории: устройства с «мокрым» и «сухим» ротором. В насосах первого типа все элементы ротора постоянно находятся в среде теплоносителя, а в устройствах с «сухим» ротором только часть таких элементов контактирует с перекачиваемой средой. Большей мощностью и более высоким КПД отличаются насосы с «сухим» ротором, но они сильно шумят в процессе работы, чего не скажешь об устройствах с «мокрым» ротором, которые издают минимальное количество шума.

Для чего необходимо выполнять расчет

Циркуляционный насос, установленный в системе отопления, должен эффективно решать две основные задачи:

1. создавать в трубопроводе такой напор жидкости, который будет в состоянии преодолеть гидравлическое сопротивление в элементах отопительной системы;
2. обеспечивать постоянное движение требуемого количества теплоносителя через все элементы отопительной системы.

Чтобы циркуляционный насос был в состоянии справляться с решением вышеперечисленных задач, выбирать такое устройство следует только после того, как будет сделан расчет отопления.

При выполнении такого расчета учитывают два основных параметра:

• общую потребность здания в тепловой энергии;
• суммарное гидравлическое сопротивление всех элементов создаваемой отопительной системы.

Таблица 1. Тепловая мощность для различных помещений

После определения данных параметров уже можно выполнить расчет центробежного насоса и, основываясь на полученных значениях, выбрать циркуляционный насос с соответствующими техническими характеристиками. Подобранный таким образом насос будет не только обеспечивать требуемое давление теплоносителя и его постоянную циркуляцию, но и работать без чрезмерных нагрузок, которые могут стать причиной быстрого выхода устройства из строя.

Как правильно рассчитать производительность насоса

Такой важный параметр циркуляционного насоса, как его производительность, указывает на то, какое количество теплоносителя он может переместить за единицу времени. Расчет производительности циркуляционного насоса, которая обозначается буквой Q, выполняется по следующей формуле:

Q = 0,86R/TF–TR.

Параметры, которые используются в данной формуле, указаны в таблице.

Таблица 2. Параметры теплоносителя для расчета производительности насоса

Потребность помещений дома в количестве тепла для их обогрева, которая обозначается буквой R, определяется в зависимости от климатических условий местности, в которой такой дом расположен. Так, для домов, которые эксплуатируются в условиях европейского климата, выбирают следующие значения данного параметра:

• частные дома небольшой и средней площади – 100 кВт на 1 м²;
• многоквартирные дома – 70 кВт на 1 м² площади их помещения.

В том случае, если расчет производительности насоса для отопления выполняется для зданий с низкими теплоизоляционными характеристиками, значение тепловой мощности, подставляемое в формулу, следует увеличить. Для производственных помещений, а также помещений, расположенных в зданиях с хорошей теплоизоляцией, значение параметра R принимают равным 30–50 кВт/м².

Как рассчитать гидравлические потери отопительной системы

На выбор циркуляционного насоса по его мощности и создаваемому им напору, как уже говорилось выше, оказывает влияние и такой важный параметр отопительной системы, как гидравлическое сопротивление, которое создают все элементы ее оснащения. Зная гидравлическое сопротивление, создаваемое отдельными элементами отопительной системы, можно рассчитать высоту всасывания насоса и, руководствуясь таким параметром, подобрать модель оборудования по мощности и создаваемому напору. Для расчета высоты всасывания насоса, которая обозначается буквой H, нужна следующая формула:

H = 1,3x(R1L1+R2L2+Z1……..Zn)/10000.

Параметры, используемые в данной формуле, указаны в таблице.

Таблица 3. Параметры для расчета высоты всасывания

Значения R1 и R2, используемые в данной формуле, следует выбирать по специальной информационной таблице.

Значения гидравлического сопротивления, создаваемого различными устройствами, которые применяются для оснащения систем отопления, обычно указываются в технической документации на них. Если таких данных в паспорте на устройство нет, то можно воспользоваться приблизительными значениями гидравлического сопротивления:

• отопительный котел – 1000–2000 Па;
• сантехнический смеситель – 2000–4000 Па;
• термоклапан – 5000–10000 Па;
• прибор для определения количества тепла – 1000–1500 Па.

Существуют специальные информационные таблицы, по которым можно определить гидравлическое сопротивление практически для любого элемента оснащения отопительных систем.

Зная высоту всасывания, для расчета которой используется вышеуказанная формула, можно оптимально выбрать насосное оборудование по его мощности, а также определить, каким должен быть напор насоса.

Как выбрать циркуляционный насос по количеству скоростей

Обычно современные модели циркуляционных насосов оснащаются регулирующим механизмом, позволяющим изменять скорость их работы. Используя такой механизм, имеющий, как правило, три ступени регулировки, можно настраивать насос по расходу жидкости, подаваемой в систему отопления. Так, при резком похолодании на улице и, соответственно, в доме, насос можно включать на максимальную скорость работы, а при потеплении выбирать другой режим.

Элементом управления, при помощи которого изменяют скорость работы циркуляционного насоса, выступает рычаг на корпусе устройства. Отдельные модели циркуляционных насосов оснащаются системой авторегулирования скорости их работы, которая изменяется в зависимости от температурного режима в помещении.

Насос Wilo-Stratos с автоматической регулировкой мощности

Приведенная выше методика – это только один пример выполнения расчетов, которые необходимы для того, чтобы выбрать циркуляционный насос для теплого пола или системы отопления. Специалисты, занимающиеся системами отопления, используют различные методики расчета напора насоса (а также производительности и других параметров таких устройств), позволяющие подбирать такое оборудование по его мощности и создаваемому давлению. Во многих случаях собственнику дома, в котором необходимо смонтировать отопительную систему, можно даже не задаваться вопросами о том, как рассчитать мощность насоса и как подобрать насосное оборудование. Многие производители предоставляют услуги квалифицированных специалистов или предлагают воспользоваться онлайн-сервисами по расчету параметров циркуляционного насоса и его выбору для систем отопления или теплого пола.

Выбирая мощность циркуляционного насоса, следует принимать во внимание, что все предварительные расчеты выполняют, исходя из значений максимальных нагрузок, которые такое оборудование может испытывать в процессе эксплуатации.

В реальных условиях эксплуатации такие нагрузки будут ниже, что даст вам возможность сделать выбор насоса, технические характеристики которого несколько ниже рассчитанных. Выбор менее мощного насоса при таком подходе не отразится на эффективности его использования в системе отопления. В том случае, если мощность насоса, который вы выбрали, значительно выше значений, полученных при расчете, это не улучшит работу отопительной системы, но при этом увеличит ваши расходы на оплату электроэнергии.

Помочь сделать выбор циркуляционного насоса из нескольких моделей по их напорно-расходным характеристикам и скорости работы помогает специальный график. При построении такого графика используются реальные значения напора и расхода, необходимые для нормального функционирования системы отопления, а также значения, которые соответствуют конкретным моделям насосного оборудования, работающего на различных скоростях. Чем ближе точки, расположенные на двух графиках, тем больше подходит насос для его использования в системе отопления.

Оценка статьи:

Загрузка…

Поделиться с друзьями:

Циркуляционный насос для отопления: как выбрать, рассчитать параметры

Эффективное отопление в нашей стране никак не роскошь, а необходимость. Все чаще стали делать системы закрытого типа с принудительной циркуляцией. Как вариант — совмещенные, которые могут работать и на естественной циркуляции. Для принудительного движения теплоносителя необходим циркуляционный насос для отопления. Как и по каким параметрам его подбирать, разберем ниже. 

Что такое циркуляционный насос и для чего он нужен в отоплении

Циркуляционным называется насос, который обеспечивает принудительное движение жидкости в системе. В частных домах используется в системах отопления закрытого типа и в водопроводе.

Насос в системе отопления нужен для большей ее эффективности

В отопительных системах с естественной циркуляцией, движение теплоносителя происходит за счет создания перепада давления в высоко поднятых трубах (под потолок или хотя бы на одном уровне с верхушками радиаторов). Быстрого движения в такой системе добиться невозможно, система неуправляема так как скорость изменять нельзя. Регулировать температуру в помещениях почти невозможно. Еще один недостаток: теплоноситель движется медленно, переносит мало тепла. Чтобы в доме было тепло, используют трубы большого диаметра и большое количество радиаторов. В общем, далеко не идеальная система. Плюс ее в энергонезависимости — для работы не требуется электричество.

Установка циркуляционного насоса меняет положение в корне:

• Можно менять скорость движения теплоносителя, изменяя скорость вращения крыльчатки насоса.
• Скорость движения теплоносителя ограничивается только возникающими в трубах шумами. Максимально разогнать теплоноситель можно до 1,6 м/с. Это предел бесшумности. При более высокой скорости возникают шумы, что для систем отопления частных домов критично. Но и скорости в 1,6 м/с более чем достаточно. Это почти шесть километров в час. В разы быстрее чем при естественной циркуляции.
• Так как скорость высокая, трубы можно использовать меньшего диаметра. И располагать их можно вдоль пола, и под полом.

Пример системы с циркуляционным насосом

Недостаток у этого решения один: при отсутствии электроэнергии насос останавливается. Если нет защиты по перегреву, теплоноситель может закипеть, что приведет к разрыву труб и/или теплообменника отопительного котла. Поэтому циркуляционный насос для отопления ставят сразу с источником бесперебойного питания (ИБП). «Бесперебойники» потребляют электричества совсем немного, так что даже небольшой емкости аккумулятора достаточно для продолжительного срока автономной работы.

Виды и особенности применения

Циркуляционные насосы есть двух видов: с сухим и мокрым ротором. Модели с сухим ротором имеют высокий КПД (порядка 80-85%), но сильно шумят во время работы. По этой причине, в системах отопления частных домов используются очень редко. Если у вас котельная с хорошей звукоизоляцией, можно поставить и такой. Но циркуляционный насос для отопления с сухим ротором имеет еще ряд недостатков:

• Требует регулярного обслуживания (раз в полгода надо чистить уплотнение, которое отделяет «мокрую» и «сухую» части устройства).
• Средний срок эксплуатации — около 3-х лет.

В системах отопления частных домов используются циркуляционные насосы с мокрым ротором

Циркуляционные насосы с мокрым ротором установлены в большинстве систем. Единственный существенный минус — невысокий КПД — порядка 50-55%. Зато плюсов у них много:

• Не нуждаются в обслуживании.
• Во время работы почти не шумят.
• Эксплуатируются 8-10 лет.

Невысокий КПД — это, конечно, не слишком приятно. Но так как перекачивать требуется обычно небольшие объемы, потребление электроэнергии циркуляционным насосом особого урона вашему кошельку не нанесет. Например, Wilo Star RS 25/4-130, потребляет 60 В/ч. Даже если работать он будет в постоянном режиме, потребление в месяц — 43 кВт.

Циркуляционный насос для отопления: расчет параметров

Расчет необходимых характеристик циркуляционного насоса для отопления не слишком сложный. Потребуются базовые знания математики, несколько формул, параметры вашей системы (реальные если система существует, или расчетные, если она в стадии проектирования) и некоторое количество времени. Основные характеристики циркуляционного насоса для отопления — производительность и напор. Их и рассчитаем.

Чтобы выбрать циркуляционный насос в систему отопления, надо знать его параметры

Определяем производительность

Производительность циркуляционного насоса для отопления частного дома зависит от того количества тепла, которое должен перенести теплоноситель. А это, в свою очередь, зависит от теплопотерь здания которые необходимо компенсировать. Итак, получается, что для расчета производительности циркуляционного насоса для системы отопления необходимо знать теплопотери здания (в формуле обозначено Qn).

Если цифра есть — отлично, используете ее. Если ее нет, можно заказать расчет в специализированной организации или измерить реальный показатель при помощи тепловизора. Если эти варианты не подходят, можно примерно определить теплопотери дома ориентируясь на средние нормы. Так, для Средней Полосы России, на отопление одного квадратного метра в среднем требуется 100 Вт/ч тепла. Зная площадь дома, определите требуемое количество тепла.

Формула расчета производительности циркуляционного насоса для отопления частного дома

Есть и еще один вариант: при расчетах можно использовать мощность отопительного оборудования (котла). Это также верно, так как насос должен быть в состоянии перекачать максимальное количество тепла, которое может выдать котел. В противном случае, если его производительности будет недостаточно, во время работы в режиме максимальной теплоотдачи, теплоноситель может закипеть. Расчет будет более правильным, если мощность котла взяли с большим запасом.

В формуле также присутствует ∇t — это разница температур на входе котла между трубопроводами подачи и обратки (насколько остывает теплоноситель, пройдя по всей системе). Зависит от параметров отопления и теплового режима (обычный или низкотемпературный). Обычно находится в диапазоне 10-20 градусов. Если у вас есть эти данные (необходимы при расчете мощности котла, определении количества радиаторов). Если значения нет, берите предполагаемое (если площадь небольшая и дом хорошо утеплен, можно брать 10, если утепление «не очень» или зимы очень холодные, радиаторов много, лучше считать 20, для средних показателей берем 15).

Несколько популярных моделей насосов и их характеристики

Со значением 1,163, вроде все понятно — это удельная теплоемкость теплоносителя. В данном случае — воды. Если в систему будет заливаться антифриз, необходимо подставить значение из его характеристик.

Как видите, рассчитать производительность циркуляционного насоса для отопления несложно. Чтобы было понятнее, приведем пример. Например, подбираем «циркуляционник» для отопления в дом с теплопотерями 25 кВт/ч. Планируется средняя дельта температур — 15°C. Расчет:

• Подставляем цифры в формулу 25 / 1,163 *15
• Получаем 25/17,445 = 1,43 м³/ч.

Итак, производительность циркуляционного насоса для этой системы должна быть не ниже 1,43 куб. м /час.

Как рассчитать напор для циркуляционного насоса

Еще одна важная характеристика циркуляционного насоса — гидравлический напор. Что это за характеристика? Она отображает ту величину сопротивления, которую он может преодолеть. Сопротивление каждой системы отопления — это составная величина, которая зависит от ее протяженности и компонентов, из которых она состоит. Например, трубы большего диаметра оказывают меньшее сопротивление, чем аналогичные по материалу, но меньшего сечения.

Потери давления в некоторых типах труб

С другой стороны, трубы того же диаметра но с гладкими стенками, также оказывают меньшее сопротивления. К этому надо добавить все заужения, ответвления, терморегуляторы и другие компоненты системы и их влияние на скорость движения теплоносителя. В общем, подробный расчет — дело длительное и кропотливое. Но можно примерно определиться, приняв во внимание следующие величины:

• Длину трубопровода в метрах (подающего и обратного).
• Потери на трение в трубах. Эта цифра есть в характеристиках труб, так что можно найти конкретное значение. Вообще, может быть от 50 Па/м (при большом диаметре и гладких стенках) до 150 Па/м (при небольшом диаметре и/или шершавых стенках).
• Коэффициенты сопротивления фитингов и запорной арматуры. Если есть/предусматриваются термостаты на радиаторы, коэффициент -2,2-2,5; если будут только запорные краны на радиаторах, без регулирующих вентилей, значение можно принимать 1,5-2,0 (чем меньше ответвлений и разных фитингов, тем ниже коэффициент).

Сопротивление фитингов и арматуры

Все эти значения перемножаем, получаем общее сопротивление системы (приблизительное значение). Пример расчета напора для циркуляционного насоса:

• Исходные данные примем такие:
  • общая длина трубопровода отопления — 80 м,
  • потери в трубах будут порядка 120 Па/м,
  • на каждом радиаторе будет установлен термостат, так что коэффициент 2,5.
• Перемножаем все значения, получаем: 80* 120* 2,5 = 24000.
• Применяем коэффициент пересчета — делим на 10000, получаем 2,4 м. Это минимальный напор циркуляционного насоса для системы с указанными выше параметрами.

При выборе конкретной модели, желательно напор брать не меньше указанной цифры. Иначе может оказаться, что выбранный циркуляционный насос «не продавливает» систему, то есть, циркуляции практически нет.

Метод подбора по средним значениям

Системы отопления частных домов не так уж отличаются друг от друга. Поэтому можно не считать по формулам параметры циркуляционного насоса, а определить их по средним значениям.

• Производительность циркуляционного насоса принимается равной тепловой мощности котла. Если котел нужен на 25 кВт, насос берут с производительностью 25 литров/мин. Это с запасом, так что работать на пределе мощности он не будет. Но стоит также учесть, что более производительные модели стоят больше.
  

  С совсем дешевыми лучше не связываться

• Чтобы определить напор циркуляционного насоса, надо будет знать только длину трубопровода. В среднем, на один метр требуется 0,6 м напора. Если длина трубопровода 40 м, напор должен быть 40 * 0,6 = 2,4 м.

Этот способ далеко не идеален. Значения рассчитаны для «средних» систем отопления. Если ваша система более сложная, лучше потратить время и посчитать более точно. А по этой методике прикинуть предварительные параметры.

Дополнительные характеристики и возможности

Чтобы выбрать подходящий циркуляционный насос для отопления, надо еще продумать некоторые детали. Стоит обратить внимание на такие характеристики:

• Корпус. Может быть из чугуна, пластика. Чугунные модели более тяжелые и дорогие. Пластиковые имеют более низкую цену. Срок эксплуатации почти не отличается.
• Рабочее давление в системе. Для частных домов этот параметр не так критичен, так как рабочее давление редко бывает выше 4 Атм, а вот для многоэтажек надо смотреть обязательно.
• Температура перекачиваемой жидкости. Если котел стоит твердотопливный, желательно чтобы этот параметр был не менее +110°C. Для других котлов отопления с электронным управлением может быть и ниже, так как там режим работы задаете вы сами.
• Требовательность к качеству теплоносителя. Например, те же циркуляционные насосы Грюндфос долго и без проблем работают с чистым теплоносителем, и быстро ломаются при наличии абразивных частиц и других загрязнений. Так что ставить их в систему централизованного отопления не стоит.
• Наличие нескольких скоростей вращения крыльчатки. Полезная функция для разных режимов работы. Переключается скорость вручную, расположенным на корпусе переключателем. У лидеров — Grundfos и Willo — есть модели с электронным управлением скоростью. Они позволяют плавно изменять скорость, подстраивая работу под систему и погодные условия.

В системах отопления, которые должны работать и на естественной и на принудительной циркуляции, для установки циркуляционного насоса ставят байпас

• Диаметр присоединения. Он должен совпадать с сечением трубы в месте установки. Есть, конечно, переходники, но ставит дополнительные элементы без крайней необходимости не следует.
• Уровень шумов. Хотя практически все циркуляционные насосы особо не  шумят, чем меньше уровень шумов, тем лучше. Особенно если ставить его планируете в жилых помещениях.
• Длина электрического кабеля для подключения к сети. Совсем неочевидный параметр, но слишком короткий шнур может стать проблемой.
• Способ установки. Может быть вертикальный, может — горизонтальный, может — универсальный.

Вот, пожалуй, и все параметры, которые приходится учитывать. Но вечная проблема выбора производителя — вот с чем придется столкнуться.

Где поставить и правила монтажа

Место установки циркуляционного насоса — любое в системе, где его можно установить согласно правилам монтажа. Ранее, при установке пластиковых моделей, рекомендовалось ставить их в обратном трубопроводе — перед котлом. Но, в настоящее время, используется термостойкая пластмасса, которая и на подающем трубопроводе эксплуатируется годами. И с точки зрения движения жидкости, логичнее ставить насос так, чтобы он гнал теплоноситель в систему, а не «давил» в теплообменник котла.

При выборе места в системе отопления для установки циркуляционного насоса, необходимо учитывать правила его монтажа:

• Насос надо располагать так, чтобы ось вращения была параллельно горизонту. Расположение под углом (даже очень небольшим) приводит к преждевременному выходу подшипников из строя.
  

  Ось вращения должна быть строго параллельна горизонту

• При монтаже желательно разворачивать клеммной колодкой вверх. Это делается для того, чтобы конденсат не оказался в электрической части насоса.
• При монтаже системы, перед циркуляционным насосом желательна установка грязевых фильтров. После того как попавший в систему при монтаже мусор будет удален, их лучше убрать. Они создают дополнительное сопротивление, что ведет к повышенным энергозатратам.

Правила монтажа несложные, но очень важно установить циркуляционный насос так, чтобы ось его вращения была строго горизонтальна. При отклонениях создается неравномерная нагрузка на вал, что приводит к быстрому выходу из строя.

Производители

Выбрать производителя, пожалуй, самая сложная задача. Очень хорошие отзывы имеют циркуляционные насосы Грундфос (Grundfos), но цена на них высока. Есть линейки подешевле — в среднем ценовом диапазоне, но они и качеством похуже. Если уже решаете взять относительно дорогую модель, так лучше уже брать из новых разработок (Alpha2, Alpha2L Alpha2 new). Они, по крайней мере, имеют очень низкое энергопотребление. И, переплатив несколько тысяч при покупке, вы будете экономить на счетах за электричество весь период эксплуатации. Разница серьезная — среднее энергопотребление порядка 50-70 Вт, у этих моделей не более 10 Вт.

Правила установки надо соблюдать обязательно

Если же бюджет не позволяет, можно найти более дешевые циркуляционные насосы, но приемлемого качества. Чуть дешевле будут Willo (Вилло). Они по качеству и надежности не хуже Grundfos, но цены пониже, хоть и не намного. У них также есть энергосберегающие линейки. Еще более бюджетные можно выбирать у следующих производителей:

• Vortex (Вортекс). Насосы немецкого производства. Не разрекламированные, но надежные.
• Циркуль (Россия). Под этой маркой выпускает их корпорация Джилекс.
• UNIPUMP. Это китайские из разряда опробованных. Нормальная серия UPS, а вот линейка VIP ненадежная.
• Calpeda, DAB и другие итальянские марки. Они традиционно занимаются водной «тематикой» и выпускают неплохие модели.
• Тайфун (Россия). Бюджетная марка отечественного производства.

Но все выше перечисленные производители выпускают трехскоростные циркуляционные насосы. Если вам нужен с плавной регулировкой скорости, выбор совсем невелик: только Grundfos и Willo. Возможно, со временем, подтянутся и другие, но пока так. Один важный момент. Продукцию и Грюнфос и Вилло очень часто подделывают — чтобы не купить подделку вместо оригинала, ищите авторизованные точки продаж. Их список можно найти на официальных сайтах производителей.

Выбор модели

Перед выбором конкретной модели, надо определиться с производителем, а затем уже подбирать модель. Вам нужно учитывать напор и производительность. Берете каталог с характеристиками насосов. В них обязательно есть диаграммы напорных характеристик, которые характеризуют работу конкретной модели.

Найденные параметры должны находиться в средней части графиков

На этих диаграммах находите рассчитанные параметры — производительность и напор, от найденных точек проводите прямые до пересечения с линией, характеризующей выбранную модель. Эта модель вам подойдет, если точки пересечения будут находится в средней части графика. Если выбранный циркуляционный насос имеет несколько скоростей работы, подбор ведем по среднему режиму (средний график).

Популярные циркуляционные насосы для систем отопления частного дома

В случае если каталога нет, диаграммы можно найти в паспорте к насосу. Это не так удобно, так как для подбора придется просматривать несколько книжечек, но другого способа нет.

Как выбрать систему с тепловым насосом

Как бы холодно ни было на улице, вы повысите продуктивность в помещении. У Ruud самый обширный и многофункциональный модельный ряд в отопительной отрасли. Наша сверхэффективная технология обеспечивает экономию как газа, так и электроэнергии. Какой бы вариант отопления Ruud вы ни выбрали, вы можете рассчитывать на энергосберегающую, экономичную и надежную работу на долгие годы.
Некоторые тепловые насосы лучше других?

Естественно, энергоэффективность важна.Но при выборе помните, что низкие эксплуатационные расходы не очень удобны, если счета за обслуживание и ремонт высокие. Не продавайтесь только на энергоэффективности.

Ruud — единственный производитель, установивший лучший в отрасли компрессор Copeland® Compliant Scroll® во всей линейке тепловых насосов для жилых помещений.

Вернуться к началу

Что я должен знать о SEER и HSPE?

Министерство энергетики требует от всех производителей оборудования для кондиционирования воздуха и отопления оценивать и оценивать эффективность своего оборудования на сезонной основе.Эти рейтинги известны как SEER или сезонный рейтинг энергоэффективности для кондиционеров и HSPF или сезонный коэффициент производительности отопления для отопительного оборудования.

Тепловые насосы используют оба номера. Чем выше рейтинг SEER или HSPF, тем эффективнее тепловой насос. Высокоэффективные агрегаты стоят дороже. Но поскольку эксплуатационные расходы ниже, срок окупаемости может быть короче, чем вы думаете. Тепловой насос с высоким значением SEER / HSPF также может повысить ценность вашего дома, что важно для сегодняшних покупателей жилья, заботящихся об энергии.

Вернуться к началу

Важны ли внешние элементы?

Совершенно верно. Обратите внимание на такие особенности, как решетчатый шкаф из оцинкованной стали, чтобы защитить конденсаторный блок от внешних опасностей. И убедитесь, что корпус покрашен порошковой краской высококачественной эмалью для повышения прочности и внешнего вида.

Вернуться к началу

Некоторые бренды тише других?

В некоторых блоках наружный вентилятор может быть неприятным источником шума.Агрегаты Ruud имеют конструкцию решетки, которая сводит к минимуму ограничение воздуха, что позволяет вентилятору работать более тихо. Также вентилятор установлен на нижней стороне решетки. Это защищает его от непогоды и направляет воздушный поток вверх, в сторону от растений и кустарников.

Вернуться к началу

Что мне следует искать в подрядчике?

Надежность. Ищите подрядчика, которого видите в своем районе. Вам нужно, чтобы кто-нибудь из тех, кто рядом, предоставил вам более быстрое и удобное обслуживание.

Он должен предлагать узнаваемую марку. И у него должен быть хорошо укомплектованный запас запасных частей. Вы же не захотите переживать летнюю жару в ожидании простого ремонта!

Один из способов убедиться, что вы получите хорошее обслуживание, — это связаться с подрядчиком из района Рууд.

Ваш местный подрядчик Ruud хорошо осведомлен, надежен и не хуже всех, кого вы найдете в этом бизнесе. Позвоните ему или нажмите здесь, чтобы найти ближайшего к вам подрядчика.

Вернуться к началу.

Как выбрать тепловые насосы

Тепловые насосы (как воздушные, так и наземные) созданы как идеальное решение для тех, кто не подключен к магистральному газу и ищет возобновляемую альтернативу нефти:

• Тепловые насосы дешевы в установке (по сравнению с другими возобновляемыми источниками энергии, а не намного дороже, чем котлы на жидком топливе)
• Это «чистая» энергия
• Это технология, которую забыл.

Общий уровень понимания со стороны установщиков и более широкой отрасли в последние годы стремительно вырос, хотя многие домовладельцы находят их довольно трудными для понимания.

Найти хорошего установщика абсолютно необходимо для успеха всего предприятия.

Государственные льготы, которые будут действовать до марта 2021 года, также сдвинулись в их пользу. Последний раунд изменений в программе стимулирования использования возобновляемых источников тепла (RHI) означает, что тарифы составляют:

• 10,18 пенсов (за кВтч) для тепловых насосов с воздушным источником энергии
• 20,46 пенсов (за кВтч) для тепловых насосов, работающих на земле. ,

RHI подлежит оплате в течение семи лет с даты установки.

Тепловые насосы: краткая информация

У всех нас дома уже есть тепловой насос в виде холодильника. Тепловые насосы просто перемещают тепло из одного места в другое. В домах Великобритании используются два основных типа:

Трубы отводят скрытое тепло из-под земли (либо в траншеях, либо в более дорогих скважинах).

• Типичная стоимость: от 15 000 до 16 000 фунтов стерлингов
• Эксплуатационные расходы для дома с четырьмя спальнями: 500 фунтов стерлингов в год

Устройство, внешне похожее на комплект внешнего кондиционирования воздуха, отбирает тепло из воздуха и пропускает его через теплообменник ,

• Типичная стоимость: 10 000–11 000 фунтов стерлингов
• Эксплуатационные расходы для дома с четырьмя спальнями: 703 фунта стерлингов в год

Как правило, тепловые насосы работают лучше всего, когда температура подачи / возврата ниже 60 ° C до 70 Диапазон ° C требуется для старых радиаторов и, конечно же, для горячей воды.

Для тех, кто строит с нуля без электросети, особенно если они планируют использовать полы с подогревом, они должны стать серьезным соображением.

Понятно, что тепловые насосы останутся и будут продаваться.Итак, как сделать это правильно и на что нужно обратить внимание?

Расчет КПД

Производительность теплового насоса после установки будет выражена как сезонный коэффициент производительности (SCOP). Это количество зависит не только от комплекта, но и от конкретной конструкции (например, от использования теплого пола и т. Д.).

Обычно ожидается, что тепловые насосы с воздушным источником тепла будут иметь SCOP около 3,2 (т.е. 1 кВт электроэнергии создает 3,2 кВт тепла), а тепловые насосы с наземным источником — скорее 4.Поскольку электричество, используемое для приведения в действие насоса, примерно в три раза дороже газа, тепловые насосы, как правило, не подходят для этих свойств сетевого газа.

Как выбрать тепловой насос подходящего размера?

Правильный размер имеет решающее значение, но стандартный сантехник не может рассчитать правильный размер. Им никогда не приходилось этого делать, потому что обычный котел гораздо более терпим.

Для правильного расчета требуется специальный установщик теплового насоса, подкрепленный хорошим программным обеспечением производителя.Оценка попыток установщика правильно определить параметры вашего теплового насоса — отличный способ понять, подходит ли он вам.

Тепловой насос увеличенного размера вырабатывает больше тепла, чем необходимо для работы в течение более короткого периода времени для достижения желаемой температуры — это называется короткоцикличным. Тепловой насос меньшего размера будет работать с максимальной и наименее эффективной мощностью большую часть своего рабочего времени.

Что такое инверторный тепловой насос?

До относительно недавнего времени неинверторные тепловые насосы были нормой.Они работают либо включенными, либо выключенными.

• Инверторные насосы для отвала работают более постепенно, увеличивая или уменьшая производительность в соответствии с преобладающими условиями и потребностями
• Каждый раз, когда тепловой насос запускается, он потребляет энергию для уравновешивания давления в системе и доведения хладагента до нужной температуры до того, как процесс нагрева может начаться
• Инверторный тепловой насос может работать 24 часа в сутки 7 дней в неделю, никогда не отключаясь или редко выключаясь, что исключает потери, вызванные остановкой и запуском

Непрерывная работа в режиме 24/7 может показаться странной для тех из нас, кто привык работать контроль котла, но некоторые производители заявляют о сокращении эксплуатационных расходов до 30% с помощью этого метода.

Это также позволяет домовладельцу использовать приложение на смартфоне или планшете для регулировки температуры в доме, а не просто включать или выключать отопление.

Что такое гибридные тепловые насосы?

Гибридный тепловой насос (иногда называемый бивалентной системой) — это насос с двумя источниками тепла, например, тепловым насосом и обычным бойлером.

Идеальной системой будет:

• тепловой насос с воздушным источником (низкие капитальные затраты), который работает весной, летом и осенью, в мягкую погоду (самый высокий КПД)
• и обычный котел (также с низким капиталом). стоимость), который работает зимой (с хорошей эффективностью)

Тепловые насосы теперь имеют стандартную погодную компенсацию, и поэтому их можно запрограммировать на отключение, когда наружная температура падает ниже 7 ° C (когда она начинает становиться неэффективной), и позволяет газовый или масляный котел для включения.

Заключение

При правильном использовании в нужном месте ASHP являются хорошим, жизнеспособным и экономичным вариантом. Многие из новых моделей намного тише, чем предыдущие модели, которые имели репутацию шумных.

Наземные тепловые насосы дороги в установке, но они предлагают самый высокий возврат RHI и самые низкие эксплуатационные расходы среди всех возобновляемых источников энергии. Системы обычно надежны и долговечны. Хороший, квалифицированный и опытный установщик позаботится о том, чтобы система GSHP была спроектирована с учетом условий грунта и требований дома, и прослужит ей от 20 до 30 лет.

,Тепловой насос

против печи — плюсы и минусы каждого типа отопления

Споры о тепловом насосе и печи ведутся уже давно, так что же лучше? Для тех, кто все еще учится, обычно есть два типа систем отопления на выбор: печи или тепловые насосы. Если вы живете в Санта-Кларите, штат Калифорния, или в более холодном климате Монтаны, определение того, какой тип системы отопления использовать в вашем доме, может быть трудным решением, и нас часто спрашивают о плюсах и минусах этих двух систем.Самый важный фактор при ответе на вопрос о тепловом насосе и печи — это сначала спросить себя , в какой части страны вы живете, в . Например, тепловые насосы обычно работают только в местах с мягкой зимой и предназначены в первую очередь для прибрежных районов южных штатов, тогда как печи могут выдерживать даже самый суровый зимний климат. Те из вас, кто регулярно читает наши статьи, знают, что мы начинали как небольшая американская компания по производству систем кондиционирования воздуха, принадлежащая ветеранам, и гордятся тем, что даем людям честные и прямые ответы на их вопросы.Но прежде чем мы продолжим дискуссию о тепловом насосе и печи более подробно, нам сначала нужно подробно рассмотреть каждую из этих систем и то, для чего они предназначены. В этой статье мы обсудим тепловые насосы и печи, а затем покажем вам, как определить, что лучше всего подходит для вас и вашего климата.

РАССКАЖИ БОЛЬШЕ

Печи и годовая эффективность использования топлива (AFUE)

Перед тем, как перейти к вопросу о тепловом насосе и печи, сначала необходимо узнать, как их сравнить.Любой тип нагревателя, будь то газовая печь или масляная печь, измеряется с помощью рейтинга, называемого годовой эффективностью использования топлива (AFUE). AFUE представляет собой объективное средство сравнения двух различных типов нагревателей и отображается в процентах. Это можно рассматривать как своего рода рейтинг SEER для обогревателей. Например, AFUE 60% будет означать, что 60% топлива, сжигаемого этим обогревателем, может быть использовано в качестве полезного тепла для обогрева вашего дома, а остальные 40% будут потрачены впустую через вытяжное отверстие.Чем выше процентное значение AFUE, тем эффективнее печь или тепловой насос. Ниже приведена диаграмма, в которой напрямую сравниваются различные виды топлива — как вы можете видеть, некоторые виды топлива намного эффективнее других:

.

Геотермальный тепловой насос с наземным источником GSHP и с воздушным тепловым насосом ASHP

Воздушные тепловые насосы, и являются ли наземные тепловые насосы «геотермальными»?

Сначала давайте проясним некоторую путаницу в терминологии, касающейся тепловых насосов — выполните поиск в Google по запросу Geothermal Heating Systems , и вы найдете сотни, может быть, тысячи компаний, использующих слово «геотермальные» для описания тепловых насосов с грунтовым источником, две системы, которые имеют только объединяет одно: они сидят на земле и в земле.Даже правительственные организации запутывают историю, называя их «геотермальными тепловыми насосами».

Реальные геотермальные системы используют тепло непосредственно из природных источников, таких как горячие источники, гейзеры и горячие вулканические точки, что является маловероятной возможностью в США и Канаде, где бы такие условия ни существовали.

Земляные тепловые насосы или GSHP — это кондиционеры, которые используют грунтовые воды или просто грунт для охлаждения конденсатора вместо внешнего змеевика и вентилятора. Он использует электричество для перекачки тепловой энергии из нежелательного места в неважное.Запустите его в обратном направлении, и он перекачивает тепло более эффективно, чем при прямом использовании электричества, используя коэффициент умножения, который обычно выражается как рейтинг COP (коэффициент производительности).

Итак, то, что мы здесь рассматриваем, это определенно сравнение производительности GSHP и ASHP — и это не совсем «геотермальное» отопление в истинном смысле этого слова — но эй — как многие люди это называют, они тоже собираюсь его искать, верно?

GSHP против ASHP — как они сравниваются?

Программа оценки устойчивых технологий (STEP) проводится в кампусе Living City в Кортрайте, штат Вашингтон, где вы можете найти The Archetype Sustainable House (ASH).Два дома действуют как живая лаборатория с более чем 400 откалиброванными датчиками, которые контролируют работу систем зданий. На территории также есть метеостанция, измеряющая метеорологические условия на открытом воздухе и предоставляющая климатические данные для конкретного места.

В рамках программы STEP было проведено много исследований, от управления ливневыми водами с низким уровнем воздействия до исследований в области энергоэффективности и возобновляемых источников энергии. Ecohome обобщит и предоставит эту ценную информацию нашим читателям.

Довольно часто существует пропасть, отделяющая тех, кто проводит исследования, от тех, кто в этой области может извлечь большую пользу из результатов исследования, и мы надеемся восполнить этот пробел. В этом первом исследовании рассматриваются две формы тепловых насосов; наземный источник и воздушный источник.

Технология тепловых насосов быстро развивается, поэтому экономные строители обращают внимание на то, что технология совершенствуется, а цены снижаются.Если вы не знакомы с принципом работы теплового насоса, представьте себе холодильник; он не «создает» холод, он просто конденсирует тепло с одной стороны корпуса и перемещает его на другую сторону. Тепло выделяется через змеевики на задней стенке холодильника и немного нагревает ваш дом в процессе, это тот же процесс, который происходит с тепловым насосом источника воздуха (ASHP), установленным внутри или снаружи вашего дома. «Тепловой насос» — уместная часть названия здесь — эти системы в основном перекачивают тепло туда, где оно не нужно, туда, где оно есть, или где это не имеет значения.Вот почему существуют так называемые сплит-системы, так как они могут как нагревать, так и охлаждать — в зависимости от того, в каком направлении работает насос.

Поначалу может показаться нелогичным использовать холодный зимний воздух для обогрева вашего дома, но пока температура выше абсолютного нуля (-273 ° C), некоторое количество тепловой энергии присутствует. При использовании ASHP воздухообмен изнутри наружу не происходит; тепло просто конденсируется снаружи и рассеивается внутри, так как внутренний воздух циркулирует через нагретые змеевики. Летом система переключается на охлаждение вашего дома.

Земной тепловой насос (GSHP) работает по тому же принципу, забирая тепло из земли, которое затем можно использовать для обогрева домов. Вот в чем суть концепции геотермального отопления в двух словах. GSHP также работают в обратном направлении, чтобы охладить ваш дом, что является важным фактором эффективности системы — охлаждая ваш дом летом, вы прогреваете землю для следующего отопительного сезона.Какую бы систему вы ни выбрали — из воздуха или земли, конденсация и передача тепла из одного места в другое намного эффективнее, чем генерация тепла, и это причина того, что тепловые насосы являются горячей темой в сообществе, занимающемся производством зданий.

Здесь мы рассмотрим выводы сравнения наземных и воздушных тепловых насосов с точки зрения общей стоимости, а также эффективности в работе, чтобы определить, какой из них лучший.

Проверяемые механические системы отопления:

Дом А

с подогревом 10.Высокоэффективный тепловой насос воздух-воздух с регулируемой производительностью 5 кВт (3 тонны) производства Mitsubishi ™ с теплообменником прямого расширения (AHU) и многоскоростным вентилятором для подачи теплого и холодного воздуха для отопления и отопления помещений. охлаждения.

Дом Б

Обогрев с помощью высокоэффективного геотермального теплового насоса мощностью 13,3 кВт производства WaterFurnace ™, подключенного к двум горизонтальным контурам длиной 152,3 м (500 футов) во дворе.

Тепловой насос наземного источника в сравнении с тепловым насосом воздушного источника

Что интересно отметить с самого начала, так это то, что во время тестирования оба тепловых насоса как автономные блоки (т.е. не включая циркуляционные насосы или воздуходувки) фактически превышали номинальные значения производителя и EnerGuide, с коэффициентами производительности (COP) выше 5 в сезон охлаждения и выше 3 в отопительный сезон.

Если на данный момент не учитывать затраты на установку, вот что это будет означать в ежемесячном счете за коммунальные услуги: обычное электрическое сопротивление (нагреватели плинтусов, бойлеры, тостеры, фены и т. Д.) Имеет COP 1, что означает, что одна единица электроэнергии производит одну единица тепла.

Итак, коэффициент COP 3 означает, что вы получаете в три раза больше тепла на каждый доллар, потраченный на тепловой насос, по сравнению с обычным электрическим нагревателем.Блоки кондиционирования воздуха обычно имеют КПД от 2 до 3, поэтому, если тепловой насос в режиме охлаждения имеет КПД более 5, вы можете разумно ожидать сокращения своих эксплуатационных расходов вдвое по сравнению с выделенным блоком кондиционирования воздуха.

Существуют и другие факторы, которые могут снизить эффективность, и некоторые конфигурации системы, которые могут повысить эффективность, но здесь мы будем придерживаться базовой производительности. Более подробную информацию можно найти в полном техническом описании .

Температура воздуха в любое время года колеблется гораздо больше, чем температура земли, поэтому геотермальные системы с наземным источником имеют одно явное преимущество в виде более предсказуемых и постоянных условий эксплуатации.Это было проиллюстрировано во время испытаний, так как на характеристики ASHP более негативно повлияло снижение зимних температур, чем на GSHP. Тем не менее, ASHP поддерживал тепловой комфорт в помещении при температуре наружного воздуха до -24 ° C без дополнительного нагрева. Температура грунта не опускается ниже рабочей температуры наземного теплового насоса, поэтому, если предположить, что система имеет размер, соответствующий пространству, которое ей необходимо отапливать, вам не понадобится дополнительная система.

Итак, что касается теплового насоса с воздушным источником, возникает вопрос: что происходит при температуре -25 ° C и ниже? Исторически сложилось так, что это всегда была проблема с ASHP как единственным источником тепла в холодном климате.Когда-нибудь, когда он вам понадобится больше всего, он может перестать обеспечивать тепло. Еще хуже было не так давно, когда они действительно работали только при температуре около -10 ° C. Если вы рассматриваете автономный дом, работающий на солнечных панелях и батареях, или в качестве резервного источника тепла «на всякий случай», или в случае длительного отключения электроэнергии, возможно, рассмотрите возможность использования высокоэффективной дровяной печи на гранулах без электричества, предназначенной для автономного использования. посмотреть здесь.

В этом тестовом примере система была соединена с резервным мини-бойлером для подачи горячей воды в нагревательный змеевик блока обработки воздуха (AHU), когда ASHP не мог этого сделать.Система будет нагреваться с помощью бойлера менее эффективно, чем в режиме теплового насоса (поскольку КПД падает до 1, как и у любого другого электрического нагревателя), но, по крайней мере, у вас есть тепло, когда оно вам нужно. И такие холодные дни не очень распространены, за исключением крайнего севера, поэтому большую часть времени в наиболее густонаселенных районах Канады или США гибридная система, подобная этой, будет работать в своем эффективном режиме.

Следует отметить, что испытания проводились только с системой, работающей в режиме теплового насоса, а не с электрическим бойлером сопротивления.Кампус Living City, где проводилось тестирование, находится в районе Большого Торонто, что-то вроде среднего климата для Канады. Моделирование модели для пяти крупных канадских городов показало, что обе технологии могут хорошо работать в канадском климате, а также должны хорошо работать в более холодных штатах США. Другое дело, если в зоне холодного климата стоит сделать солнечный воздухонагреватель своими руками — см. Здесь.

Температура влияет на эффективность теплового насоса

Эффективность извлечения тепла из холодного воздуха можно сравнить с выжиманием влажной губки для получения воды.Чем меньше влаги в губке, тем сильнее вам придется отжимать ее. Итак, чем холоднее воздух, тем больше энергии требуется для отвода тепла.

Средний КПД воздушного теплового насоса за отопительный сезон составлял 3, но его фактическая эффективность варьировалась, упав с 4,9 до 1,6, когда температура наружного воздуха упала с 9 ° C до -19 ° C зимой.

Постоянство температуры грунтовых вод означает, что эффективность GSHP колеблется намного меньше, чем у ASHP, и за период испытаний было обнаружено, что GSHP действительно работает с немного более высокой общей эффективностью, чем ASHP, но не позволяйте этому факту делать твое решение; нужно учитывать гораздо больше переменных.

Выбор теплового насоса

В более холодных условиях грунтовый тепловой насос работает более эффективно, чем воздушный источник, но доступ к земле затруднен, как к воздуху. Либо вам потребуется просверлить скважины, либо, если у вас есть большой участок земли, вы можете выкопать глубокую траншею и установить горизонтальную петлю. Однако оба эти варианта очень дороги. Таким образом, в климатических условиях, где любой тип системы может обеспечивать обогрев и охлаждение большую часть или весь год, ASHP имеет явное экономическое преимущество.

Размер дома — еще одна важная переменная, особенно с наземным источником. Первоначальная стоимость GSHP становится все более рентабельной при обслуживании кондиционируемого помещения большего размера, поскольку эта стоимость становится более низкой процентной долей от общего бюджета здания. Кроме того, разрезание большого счета пополам экономит больше денег, чем разрезание небольшого счета пополам, и именно экономия определяет период окупаемости.

Еще одно соображение при определении приоритетов компонентов бюджета здания — идея отвлечь деньги от производства тепла и больше на сохранение тепла; Это означает, что большие затраты на изоляцию могут привести к необходимости меньших затрат на отопительную инфраструктуру (не говоря уже о значительной эксплуатационной экономии).Дополнительная изоляция — это всегда тот путь, который мы предлагаем в первую очередь, и здесь рассматриваются типы изоляции, ее количество и где ее использовать.

Меньшая потеря тепла означает, что вам нужно добавлять меньше тепла, поэтому, проявив некоторую дальновидность на этапе проектирования, вы сможете удовлетворить свои потребности в отоплении с помощью более компактной и доступной системы.

Эта переменная дает оценку только источнику воздуха, а не источнику земли. Возможно, вы сможете уменьшить размеры до меньшего размера ASHP, но просто не существует способа избежать огромных затрат, связанных с бурением скважин или масштабными земляными работами для горизонтальной петли GSHP.

Общие выводы: воздушный тепловой насос v наземный тепловой насос

Нет однозначного правильного ответа при выборе системы, более рентабельной для потребителей. Вам нужно будет взвесить все переменные самостоятельно, чтобы принять это решение. Но, как правило, GSHP могут быть лучше для очень больших домов и домов в очень холодном климате. ASHP определенно более рентабельны в небольших, эффективных домах и в любом доме среднего размера в умеренном климате.

У

ASHP более низкие капитальные затраты, но здесь есть и другие важные соображения, которые не всегда отражаются в простом анализе окупаемости.Например, производители заявляют, что контур заземления GSHP прослужит более 50 или даже 100 лет и на протяжении всего своего длительного срока службы будет предлагать лучший источник и приемник тепловой энергии.

Кроме того, в городских условиях ASHP отводят тепло в наружный воздух во время сезона охлаждения, потенциально ухудшая городской тепловой остров, в то время как GSHP отводят тепло в землю, чтобы сохранить его для следующего отопительного сезона. Общее социальное благо GSHP в этом контексте, без сомнения, реально, но его будет трудно монетизировать.

Начальная стоимость установки систем ASHP может быть немного выше, чем у электрических или газовых печей, но вы окупите часть этих дополнительных инвестиций ежемесячно. Срок окупаемости во многом будет зависеть от тарифов на электроэнергию в вашем регионе, которые сильно различаются в разных провинциях Канады и США. На момент написания базовые ставки Квебекской гидроэнергетики составляли 5,4 цента за кВтч, пиковые ставки Онтарио иногда бывает сложно рассчитать, но они достигают 17,5 центов за кВтч.

Во многих юрисдикциях наиболее рентабельным использованием технологии ASHP было бы дооснащение существующих зданий с электрическим обогревом.Это мгновенно снизит годовые расходы на отопление в 3 раза и обеспечит очень привлекательную окупаемость.

Исследования показали, что отопление дома на одну семью тепловым насосом вместо печи или котла на природном газе дает экономию выбросов углерода, сравнимую с выездом на дорогу обычного автомобиля.

Постепенный переход к отоплению с помощью тепловых насосов дает владельцам систем не только экономические стимулы, но и преимущества. Поскольку правительства на всех уровнях начинают более агрессивно бороться с угрозой глобального изменения климата, переход на более эффективные источники тепла — безболезненный способ помочь достичь целевых показателей выбросов углерода, а также снизить экологический ущерб от добычи ресурсов.

От

до рассмотрите все формы экологически чистых и энергосберегающих систем отопления дома, просмотрите здесь , из EcoHome Руководства по экологическому строительству

,