Подсказки для самостоятельного изготовления теплового насоса

Вот наткнулся на сайте одной фирмы предлагающей большой спектр услуг по отоплению, тёплым полам и т.д.
Продвигая тепловые насосы от Rehau и Thermia отвечают на возникающие вопросы. Вот пара из двадцати:

Сэкономит ли это мне деньги?

Да, сравнивая с любой топливной системой, тепловой насос в несколько раз дешевле в эксплуатации.

Почему необходимо покрывать все тепловые потребности?

Покрытие тепловых потребностей жилого дома на 100% мощностью теплового насоса дает существенную денежную экономию при эксплуатации теплового насоса. В том случае если мы покрываем всего 70% тепловых потребностей за счет мощности теплового насоса, то очень сложно достичь хорошего среднегодового коэффициента полезного действия. 100% покрытие за счет мощности теплового насоса оправдывается еще и тем, что стоимость чуть более мощного теплового насоса всего на 6-7% выше. Необходимо также учитывать то, что в случае использования компрессоров нового поколения, которые используются в тепловых насосах, расчетное время работы составляет 100 000 рабочих часов. При покрытии 100% мощности этого ресурса хватит, по меньшей мере, на 25 лет. В случае, если установить тепловой насос, который покрывает всего 70% тепловой мощности, то компрессор теплового насоса должен по времени работать больше, поэтому его расчетный ресурс работы будет выработан быстрее. При покрытии всей потребности в тепле с использованием теплового насоса, не возникнет проблем во время снабжения отопления и бытовой горячей водой при пограничных ситуациях.


В первом ответ не соответствует поставленному вопросу, будто совсем нет капитальных затрат и ТН упал с неба или уже стоял там всю жизнь.
Во втором предлагают купить у них насос на 100% покрытие теплопотерь дома.
Конечно увеличение мощности ТН на 30% не ведёт к прибавки его стоимости на 30%.
Вывод по конкретным моделям каждый может сделать сам сравнив стоимости, найдя их в Интернете. Не забыть прибавить разницу в стоимость монтажа, которую часто берут от стоимости оборудования.
В случае с водой из скважины это решение может иметь смысл. Лишь бы её дебит позволял увеличивать отбор.
А в случае с грунтовым коллектором? Чтобы не падала температура кипения
при 30% увеличении мощности отбора тепла, надо увеличить площадь на 30%.
Но из-за нескольких дней в году вряд ли это имеет смысл.
Поэтому опять надо искать какой то компромисс – пропорциональное увеличение площади к увеличенной мощности, чтобы осталась та же температура кипения или небольшое увеличение площади коллектора с соответствующим падением температуры кипения. Или всё же остановиться на 70% покрытия потерь из-за проблем с финансами, а несколько дней перетерпеть, попивая у камина вкусные напитки на сэкономленные деньги.
В каждом конкретном случае решение надо принимать учитывая все «за» и «против». Вся жизнь состоит из компромиссов. ::
Вон некоторые люди дорожки на улице обогревают, чтобы снег и лёд не лежал.
Каждый кв. метр за зиму на оттайку требует около 50 кВт*час. Вроде фигня, меньше 200 рублей всего, но что нам метр, надо хотя-бы 100-150 м2, а это уже 1000 баксов за зиму.
Хотя неудачное падение любимой тёщи может обойтись гораздо дороже.
Можно и тепловой насос использовать для этого, будут годовые расходы уже в 3-4 раза меньше. Да только предварительно посчитайте необходимую пиковую мощность насоса и площадь внешнего контура. Ведь 50 кВт*час тепла на оттайку одного метра дорожки потребляются не равномерно за зиму, а всего за несколько раз, после снегопадов например, а постоянно греть улицу бессмысленно. Вот и может в результате расчетов выяснится что гораздо выгоднее это сделать электрическим кабелем, переплачивая за электроэнергию в 4 раза, чем закладывать такую пиковую мощь в ТН.
Всегда анализируйте сами рекламные позывы и решайте кому это выгоднее Вам или им.
Между продавцами и покупателями давно идёт настоящая война с улыбками на лице. Стоит только бывшему покупателю стать продавцом, так он начинает менять свой взгляд на некоторые вещи, сам этого не замечая.
Давайте будем добрее друг к другу находясь по разные стороны прилавка, не надо забывать что продавая одни вещи, нам всё равно приходится покупать другие. И там уже на нас попытаются отыграться те, которым мы вчера впарили какую-то бяку. Земля круглая и очень маленькая.

 

Оба производителя снабжают свои ТН встроенными многоступенчатыми электрокотлами, подключающимися автоматически и имеющими множество регулировок.

Возможность посчитать систему отопления на большую температуру (70-75С вместо 55-60С) позволяет сэкономить на стоимости радиаторов.

 

Значит эти дополнительные 30% мощности непосредственно к выходной мощности собственно теплового насоса отношения не имеют и добираются электротэнами?
Но ведь пишут:
Покрытие тепловых потребностей жилого дома на 100% мощностью теплового насоса дает существенную денежную экономию при эксплуатации теплового насоса. В том случае если мы покрываем всего 70% тепловых потребностей за счет мощности теплового насоса, то очень сложно достичь хорошего среднегодового коэффициента полезного действия. 100% покрытие за счет мощности теплового насоса оправдывается еще и тем...

Зачем уговаривать купить 100% мощности насос да плюс ещё встроенные
электронагреватели в виде бонуса.
Ведь правильнее предложить клиенту выбрать мощность насоса равную 100% теплопотерь минус мощность встроенных нагревателей (но уменьшаемую не более чем на 30%).

Я не только к REHAU и THERMIA, а к любым производителям претензий не имею, ведь если сделают плохо - не должны вроде продукцию покупать.
Но тут включается посредник, который в производство не вкладывался,
а прибыли желает иметь больше чем производитель, и правило
"плохо сделал-не купили" работать перестаёт.
Как показывает практика маркетинга - продать можно всё что угодно, кому угодно, за сколько угодно. Для каждого случая свой метод с поправками
на национальный менталитет.
Вот посредник мне как раз и не нравится - не даёт умереть бракоделу.

 

Да, это сверх обозначенных в марке насоса и определяемых мощностью компрессора.
Бонус, так сказать.
В этом есть только один тонкий момент - хватит ли выделенной потребителю мощности для работы ТЭНов. Это нужно учесть при проектировании.

 

Продолжаем.

При изготовлении грунтовых контуров применяется недорогая ПНД труба,
иногда возникают вопросы, какая зависимость между длиной, диаметром, материалом зонда и количеством теплоты, которое можно отобрать из грунта.

Теплопроводность грунта колеблется от 0,5 Вт/(м*К) в случае сухих песков до 3 Вт/(м*К) в скальном массиве. Сомнения в экономической целесообразности грунтового коллектора возникают в первом случае из-за слишком большой необходимой длины труб, во втором из-за стоимости работ.
В промежуточных вариантах может встретиться водоносный песок, что повысит теплопроводность выше скального массива, в этом случае при малых затратах на работу можно сократить и длину труб, это самый предпочтительный вариант после контура в проточном водоёме, а может попасться скальный грунт в виде крупного гравия без воды, в котором теплопроводность хуже чем в сухом песке и бурить/копать сложнее.
Разница теплопроводности в различных грунтах может достигать более 10 раз.
Но не впадая в крайности, где устраивать теплосборные коллекторы нет
никакого смысла, и исходя из опыта многочисленных монтажников можно сказать, что грунтовый горизонтальный коллектор может в течении отопительного сезона давать 10-15 Вт с погонного метра, не боясь совсем заморозиться к весне.
Вертикальные зонды могут дать 40-50 Вт с погонного метра.
В вертикальных лучше организованы теплопритоки к зонду, они идут со всех сторон, лучше водонасыщение пород, соответственно больше
возможный теплосъём. Более точные данные можно получить после соответствующих исследований на объекте.

Так как теплопроводность грунтов довольно незначительна, металлические
трубы для грунтовых теплообменников применять совсем не обязательно, вполне возможно применение пластиковых труб.

Возьмём распространённую ПНД трубу.
теплопроводность ПНД около 0,4 Вт/м*К


коэффициенты теплопередачи одного погонного метра ПНД трубы
в скобках указана средняя площадь поверхности теплообмена

ПНД 20 х 2,0 (0,056м2) 11,2 Вт/К
ПНД 25 х 2,5 (0,07 м2) 11,2 Вт/К
ПНД 32 х 3,2 (0,09 м2) 11,2 Вт/К
ПНД 40 х 4,0 (0,11 м2) 11,2 Вт/К
ПНД 50 х 5,0 (0,14 м2) 11,2 Вт/К
ПНД 63х 6,5 (0,18 м2) 11,2 Вт/К

11,2 Вт/К - это столько ватт может отнять у грунта метровый отрезок трубы
при перепаде температур грунт/гликоль один градус.

Больше не позволит теплопроводность материала, в нашем случае ПНД.
В случае применения стали или меди можно отнять в сто или тысячу раз больше, но в грунте к сожалению столько нет.
Вполне хватит теплопроводности ПНД.
Но применять трубы с более толстой стенкой или материалы с меньшей теплопроводностью, чем у ПНД, в одну нитку уже нежелательно. Будет неоправданно расти перепад температур между гликолем и грунтом.

для сравнения

сталь 25 х 2,5 (0,07 м2) 1400 Вт/К
медь 9,5 х 0,9 (0,027 м2) 12000 Вт/К

Кроме того, оказывается труба со стандартной толщиной стенки, независимо от диаметра, с одного погонного метра может дать один и тот же теплосъём с градуса перепада температуры.
Если используется стандартный ряд 20, 25, 32, 40, 50, 63 в которых
наружный диаметр предыдущего размера является внутренним диаметром
следующего, то прирост коэффициента теплопередачи из-за увеличения теплообменной площади нейтрализуется увеличением толщины стенки трубы.
Для ПНД труб это значение составляет 11 Вт/К с погонного метра трубы любого диаметра, от 20 до 63, со стандартной толщиной стенки.

Можете посчитать сами, скажем для трубы 40 с толщиной стенки 4 мм
0,4 теплопроводность ПНД / 0,004 толщина в метрах = 100 Вт/(м2*К)
(0,04 + 0,032)/2 * 3,1415 = 0,112 м2 средняя площадь теплообменной поверхности.
0,112 * 100 = 11,2 Вт/К

Для горизонтальных коллекторов этого вполне достаточно, 10-20 Вт при перепаде 1-2 градуса можно снять одной ниткой ПНД. Диаметр трубы подбирается только исходя из гидравлического расчета контура, расход теплоносителя при этом должен обеспечивать перенос теплоты, снимаемой по всей протяженности контура с минимально возможной дельтой.

При вертикальном зонде, как отмечалось выше, грунт иногда способен дать 50 Вт с погонного метра.
В этом случае U – образный двухтрубный зонд с учётом паразитного теплообмена способен поглотить (11+11)-30%= 15 Вт/К с погонного метра.
При поглощении 50 Вт тепла от грунта перепад температур между зондом и грунтом будет немногим более 3 градусов. Применяя двойной U – образный четырёхтрубный зонд можно добиться снижения перепада температур до 2-2,5 градусов.
Дальнейшее наращивание числа труб в единичном зонде по всей видимости смысла не имеет.

 

Извиняюсь Уважаемый, грамм уточню чтоб никто не наступал на грабли: скала скале рознь, практически встречается разница до 2,5 раза, т.е. 30Вт и 70Вт с метра вертикального зонда.

 

Спасибо Деду Маросу за уточнение.
Конечно скальный грунт очень разный.
Теплопроизводительность зонда теоретически предсказать
непросто. Нужен геологический разрез именно в месте бурения.
Гравий имеет теплопроводность около 1 Вт/м*К , увеличить теплопроводность может хорошее водонасыщение горизонта.
Граниты и базальты обладают теплопроводностью 2,5-3,5 Вт/м*К
Остальные камни, которых множество видов имеют 1,3 -2,5 Вт/м*К
Ракушечник 2,1-2,4 бетон 1,5 -1,9 кирпич 0,25 - 0,9 в зависимости от пор.
Чем больше пор в камне, тем хуже теплопроводность.
Газы в порах ухудшают теплопроводность.
А вода в порах теплопроводности уже не помогает, так как перемещаться ей там затруднительно, а сама вода имеет теплопроводность всего 0,58 Вт/м*К

Я надеюсь перед тем как делать грунтовый коллектор или зонд каждый всё же постарается определиться с составом почвы под ногами или доверится специалисту.

И как заметили двумя постами выше ПНД вполне достаточный материал для коллекторов и зондов в большинстве случаев, но применяя его приходится балансировать с толщиной стенки труб.
Используя тонкостенные больших диаметров рискуем надёжностью при большой глубине зонда. Применяя стандартное утолщение стенки с увеличением диаметра не получаем прироста теплосъёма с погонного метра.

 

Полный развод на деньги, по РОССИЙСКИМ правилам.

 

Да ну!
Почему?

 

просто прописывают ТЭНы как АВР, автоматический включатель резерва, зато смело заявляют что ихние "воздушки" работают до минус... это про догревающие вставки воздушного испарителя.
Если про цепь конденсатора, то это законный бивалент))

 

Построить ТН за 400-600 тысяч рублей с мучительной отладкой, а потом обогреваться, чисто, электрическими нагревателями.
Кто может похвастаться, отоплением, ТЕПЛОВЫМ насосом?

 

Я думал, закон какой - нибудь нарушается. Нет, ну и слава богу.

Вот эти электрокотлы для бивалента продуманы и просчитаты прагматичными европейцами от и до. В них нет обмана, и применение их в общем случае весьма целесообразно. Об этом писалось, да и на каждом сайте по ТН есть пояснение этого момента.

 

Уважаемые гуру!
Повторю свой вопрос из соседней ветки.
решил сделать себе на дачу ТН воздух-вода.
В качестве силового агрегата есть бытовой сплит с холодопроизводительностью 3.5кВт (Карриер на 410 фреоне). Сплит должен иметь возможность использоваться по прямому назначению.
Прикинул теплопотери дома - 3.5кВт для дачи (весна-осень) мне хватит с хорошим запасом.
Обогреваться непосредственно внутренним блоком кондиционера не хочу по следующим причинам:
-не нравится, когда теплый воздух дует мне в голову
-не нравится шум вентилятора по ночью
-хочу, со временем, теплый пол
-кондиционер может нагревать только одну комнату, а у меня их несколько
-хочу ГВС от ТН

Вот как я для себя вижу данную конструкцию:
В разрыв трассы между внутренним и наружным блоком встраивается некий блок, состоящий из теплообменника, клапанов, ТРВ и циркуляционного насоса.
С контроллером управления проблем быть не должно - это моя специальность, сделаю какой надо.

Вот какие у меня вопросы:
1. Помогите с расчетом теплообменника. Какие нужны для этого данные?
2. Какие применить клапана? В продаже из доступных только четырехходовые кондиционерные. Но как их использовать - чего-то не соображу.
3. ТРВ какой выбрать? Насколько я понимаю, от типа ТРВ зависит температура кипения. Значит, на ТП нужен один ТРВ, а на ГВС - другой?

И последнее. Может, кто из производителей ТН сможет сделать мне такое устройство за разумные деньги? Смонтирую я его сам, благо руки достаточно прямые

 

Ljutik, зачем ломать новый сплит? С незнаю чем в конце? Купите б\у рабочий наружник, и ваяйте внутрянку сами, как захотите. Я набрал наружников списаных рабочих мицу и дайкинов 3.5 и 4квт по 4 т.р. с зимним комплектом и регулировкой вращения вентилятора. И самоделку лучше на 22 делать (ИМХО)

 

Уваж Dekabrino чтобы не гонять по кругу и снизить Т R22 поставил доохладитель на вход подачи воды в испаритель R22 идет -компр-воздушный блок\конденсатор\фильтр-элклапан-глазок -теплообменник на всасе в компрессор\теплообменник на входе воды в испаритель\ТРВ\испаритель\компрессор\покругу..добавил только доохладитель и не поднимется давление на вых. компра до этого работало все нормально на удивление. в чем дело,..