Как сделать из сплит системы тепловой насос?
Сложно оплачивать счета за отопление, много читала про эффективность и экономичность тепловых насосов. Возможно ли существующую сплит систему переделать в систему обогрева с тепловым насосом? Есть ли удачный опыт подобной переделки?
Тепловой насос из бытового кондиционера.
Если вы решили кардинально повысить эффективность своей системы отопления за счёт переделки (кустарной переделки) обычного бытового кондиционера в тепловой насос, то могу огорчить – у вас вряд ли что получится. Выполняя такую переделку без достаточной технической подготовки, специализированного оборудования и инструмента вы с большой вероятностью просто испортите свой кондиционер. С другой стороны, если в вашей квартире (доме) установлен кондиционер системы «тепло-холод», оборудованный специальным устройством осуществляющим реверс потока теплоносителя (четырёх-ходовой переключающий клапан), то вы уже являетесь обладателем теплового насоса, и в переделках ваша сплит система не нуждается. Так или иначе, мощность её на нагрев увеличить не получится. И это не смотря на то, что и кондиционер, и тепловой насос — тепловые машины (холодильные машины), работающие по абсолютно одинаковому принципу. Ниже попытаюсь объяснить, в чём тут дело, и так:
Первое о чём необходимо вспомнить – обо всем известном принципе сохранения энергии. На этом принципе основаны законы сохранения энергии абсолютно во всех разделах физики, в том числе и термодинамике. «Термодинамическая формулировка» закона:
Изменение внутренней энергии термодинамической системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил над системой и количества теплоты, переданного системе, и не зависит от способа, которым осуществляется этот переход.
На этом законе основана работа всех без исключения тепловых машин. Кондиционер – не что иное, как тепловая машина, спроектированная для выполнения конкретной задачи – передачи тепла от одного объекта к другому за счёт выполнения работы двигателем. А сплит система тот же кондиционер, только разделённый на две части.
На бытовом уровне — кондиционером тепло из обслуживаемого помещения передаётся на улицу (в окружающую среду) за счёт работы совершаемой электрокомпрессором. Если поменять местами внутренний и наружный блоки кондиционера, соответственно будет получен и обратный результат – обслуживаемое помещение будет нагреваться за «счёт» улицы. Сколько тепла будет поступать – да столько, какова холодопроизводительн ость вашего кондиционера. Для облегчения жизни владельцам кондиционеров, желающим использовать свои аппаратики «по полной программе» и придуманы системы «тепло-холод».
Использование кондиционера в качестве теплового насоса ограничивается их конструктивными различиями, определяющие эффективность их работы. Посмотрите в инструкцию, в каких температурных условиях производитель гарантирует работу кондиционера. Для обычного кондиционера это 10 ÷ 46 Гр.С по наружному блоку (температура улицы) и 18 ÷ 30 Гр.С по внутреннему блоку (температура помещения). А теперь подумайте, при какой температуре наружного воздуха возникает потребность в отоплении помещения…
Переделка обычного кондиционера в тепловой насос, работающий в качестве дополнительного нагревательного прибора в обслуживаемом помещении.
Вариант 1. Необходимо разобрать трубную магистраль кондиционера, проходящую сквозь наружную стену и переставить блоки – сделав внутренний блок наружным, а наружный соответственно внутренним. При необходимости использования кондиционера по прямому назначению выполнить перестановку блоков в исходное положение.
Вариант 2. Выполнить модернизацию кондиционера, установив в него четырёхходовой переключающий клапан с той или иной степенью автоматизации.
Готовы вы на перечисленные переделки? Лично я в своей практике таких энтузиастов тепловых насосов не встречал…
Принципиальное конструктивное отличие теплового насоса от кондиционера – конструкция «наружного блока». У обоих аппаратов это теплообменники обеспечивающие теплообмен с окружающей средой. Только теплообменник кондиционера работает в воздухе, а теплообменник теплового насоса работает в грунте и (или) воде и называется тепловым зондом. Конструктивно он выглядит как на картинке:
Прокладка теплового зонда — отдельная серьёзная тема.
Теперь несколько слов об экономичности и эффективности.
Спорить с продавцами и кондиционеров и тепловых насосов, равно как и выяснять у них ,что либо — дело неблагодарное. Некоторые из них способны так заморочить голову, что «позабудешь, где право, где лево». Позволю себе лишь напомнить ещё один принцип термодинамики — коэффициент полезного действия тепловой машины не может равняться единице… Именно поэтому, не затратив энергию невозможно переместить ни одного Вт тепла от одного объекта к другому. Нас и интересует конкретно: какое количество кВт тепла наш аппарат – (кондиционер или тепловой насос) перемещает одним истраченным кВт энергии. У современных холодильных машин это соотношение равняется 3 ÷ 7. Естественно интересны модели с наибольшим коэффициентом. Однако за качество нужно дороже платить.
Думаю, что прочитав эти слова, вы сможете принять решение переделывать или нет свою сплит систему в тепловой насос.
Как из обычного кондиционера сделать тепловой насос и отапливать им дом даже в сильные морозы?
На сегодняшний день самым удобным и доступным по цене способом отапливать дом в суровых условиях русской зимы — это подключить его к магистральному газу. Однако не во всех населённых пунктах нашей необъятной Родины эта заветная труба ярко-жёлтого цвета есть. На Китай и Европу газа в стране хватает, а вот подключить к нему свои посёлки и деревни, где жители годами ждут очереди на подведение, как-то не судьба. Вот и получается, что жители таких районов отапливаются кто дровами, кто каменным углём. Потому что согревать дом электричеством очень дорого.
И чтобы вам было примерно понятно, какой способ отопления на сегодняшний день самый дешёвый, мы приведём примерную стоимость каждого. Так например если вы будете заказывать привозку дров (да, в России мебель до сих пор делают из опилок, а вот дрова для отопления — из натурального дерева), то 1 ГДж (гигаджоуль) тепловой энергии обойдётся вам в 245 руб. Всё тот же гигаджоуль тепла, но полученный в результате сжигания природного газа будет стоить 215 руб. Но лидирует по стоимости тепла каменный уголь, потому что 1 ГДж полученного от него тепла стоит всего лишь 205 руб.
А вот с электричеством всё немного сложнее. Если перевести киловатт-часы в гигаджоули, то в среднем он будет стоить около 1500 — 1600 руб. И здесь цена зависит и от региона, и от тарифов (дневной, ночной). Однако как не крути, а просто повесить купленный в магазине электрический конвектор на стену и включить его в розетку — это по сути всё равно что обречь себя на разорение. Потому что по теплу электричество в 7 раз дороже газа. К тому же однофазной мощности может не хватить, и скорее всего придётся проводить трёхфазную сеть, а это дорого.
Однако есть некоторые умельцы, которые вместо того, чтобы добиваться проведения газа в свой посёлок за баснословные деньги, научились отапливаться электричеством при помощи обычных бытовых кондиционеров типа сплит-систем (когда есть внутренний блок и наружный блок). Сама сплит-система стоит относительно недорого, и при этом её можно довольно просто переделать в тепловой насос, который будет выкачивать энергию от низкопотенциального источника энергии и греть за счёт этого воздух в доме. В качестве такого источника энергии сгодится не промерзающий даже в лютые морозы водоём (речка) или грунтовые воды.
Пошаговая инструкция по переделке обычного кондиционера (сплит-системы) в водно-воздушный тепловой насос:
Этот метод конверсии подходит не только для привычных нам мощных сплит-систем, но и для оконных кондиционеров, а также для мобильных. Важно, чтобы переделываемый агрегат работал в т.ч. и на обогрев. Если теплообменник (в режиме обогрева это испаритель) не удаётся поместить в бак с водой без нарушения фреоновой магистрали, то её рез и разгерметизацию контура нужно выполнить так, чтобы потом это всё было удобно запаивать.
Пример переделки оконного кондиционера в тепловой насос есть в этом видео:
Разумеется если используются маломощные кондиционеры, то их количество и суммарная мощность по теплу должна быть достаточной для отопления дома. И таким образом отопление при помощи таких самодельных тепловых насосов получается гораздо дешевле чем если отапливать дом конвекторами. Другое дело, что для работы скважных насосов, если вы достаёте воду из грунтовых источников, тоже нужна электроэнергия.
Так например для отопления дома в 100 кв.м в лютые морозы (минус 20 — минус 30 град. по Цельсию) нужен расход воды около 3 кубометров в час при её температуре около плюс 4 — плюс 7 град. по Цельсию. А это эквивалентно мощности насоса 800 Вт. Что касается откачки воды из незамерзающего водоёма, то там при тех же цифрах мощность циркуляционного электронасоса составит уже 400 Вт. Это связано с тем, что грунтовые воды залегают довольно глубоко, и на их откачку нужно больше энергии, чем из реки или пруда.
Разумеется конверсия сплит-систем и кондиционеров в тепловые насосы для отопления дома — это вариант не от хорошей жизни, потому что если вы посмотрите, почём сейчас фабричные тепловые насосы «вода-воздух» и «вода-вода», то там цены в 3 — 4 раза выше чем на сплит-системы той же мощности. Отсюда и выгода сделать самому.
Отопление кондиционером. Опыт за первый год
Исполнился годик, как мне в дом поставили тепловой насос воздух-воздух. Домик у меня небольшой, 100 квадратов в два этажа. Каркасный, пол и потолок 200 мм минваты, стены 150 мм. Ленинградская область. Газа нет.
Что такое тепловой насос типа воздух-воздух? Ну это по простому говоря кондиционер, то есть блок снаружи берет тепло от наружного воздуха и переносит его внутрь. При этом тратится в три раза меньше электроэнергии чем на конвекторы. Не всегда правда. Мой тепловой насос работает до -30С, но при минимальной температуре снаружи коэффициент использования будет равен единице, то есть по факту на 1 Вт тепла будет расходоваться 1 Вт электричества. У нас в Ленобласти минус тридцать это исключение и, как правило, снаружи не меньше минус пятнадцати, то зимой в среднем на киловатт тепла тратится около полукиловатта электричества. То есть выгода от использования Теплового насоса очевидна.
Важный момент, я на сто процентов уверен, и даже знаю, что идеальной системой отпления в доме являются теплые полы. К сожалению думать об этом надо было на этапе строительства дома, а я тут лоханулся. Так что отопление у меня либо от электрических конвекторов, либо от кондиционера, либо вместе.
После изучения форумов, я купил и мне начале прошлого октября установили тепловой насос Cooper&Hunter ICY II на 18 BTU
Прошедшая зима показала, что за сутки зимой на отопление тратится около 40 кВтч, что выливается в примерно 5000 рублей в месяц.
Внутренний блок выдает из себя поток теплого воздуха которого к моему удивлению хватает на обогрев всего дома. Но. Но если не закрывать двери в комнаты. Закрыл дверь, будь добр включить конвектор. Это недостаток.
Другим недостатком такого «центрального» отопления будут все же прохладные зоны в углах дома. впрочем бороться с этим можно только теплым полом.
Второй этаж ожидаемо теплее первого, но это законы физики. И так со всеми системами отопления.
Что удивило. Я думал, что конвекторы придется включать гораздо чаще. Однако нет. Тепло от центрального блока расходится по всем комнатам.
Плюсом именно этого кондея является возможность удалённого управления. То есть если я уехал в город и выставил на нём режим +8, что бы не заморозить дом, то могу вечером перед днем выезда удаленно, через приложение его включить, так что бы основные затраты на прогрев пришлись на ночной тариф, и приехать в теплый дом. Приложение для управления кривоватое, но работает.
Внешний блок вешать на каркасный дом я не стал, в первую очередь, что бы отвязать дом от вибраций. Стоит на контейнере-сарае. Внутренний блок работает очень тихо.
Летом с функциями кондиционера справляется на ура (еще бы, с такой-то мощностью), но опять же по законам физики — на втором этаже уже почти не ощущается.
Подводя итоги. Доволен ли я? Да, покупка оправдала ожидания. В отличии от печи или камина такой вид обогревателя занимает мало места, и относительно довольно экономичен, да и стоимость его и установки невелика.
Однако, если бы на этапе строительства, или даже правильнее сказать проектирования, я обладал бы имеющимся опытом, я бы сделал тепловой насос типа воздух-вода или, если бы была возможность земля-вода, и использовал бы его и для отопления теплыми полами и для подготовки горячей воды. Впрочем я бы и вообще весь дом по другому бы построил.
