Циркуляционные насосы в системах отопления
Циркуляционные насосы в системах отопления поддерживают необходимый напор рабочей жидкости в контуре отопительной системы. Благодаря устройству, циркуляция теплой воды в системе происходит быстрее, прогрев радиаторов осуществляется равномерно независимо о тих удаленности от отопительного котла, что предотвращает излишнюю потерю тепла и существенно экономит расход газа.
Отопительная система может быть организована двумя способами движения жидкости в системе: естественной (благодаря специальной схеме монтажа труб) и принудительной. В устройствах с естественной циркуляцией жидкости наличие насоса не обязательно, но его использование может значительно улучшить производительность работы системы отопления.
Необходимо понимать, что циркуляционный насос усиливает движение потока воды в контуре отопления, но не сможет обеспечить подъем воды на высоту. Гидравлическая система отопления должна быть смонтирована с таким стартовым давлением жидкости в системе, которое обеспечивало бы достаточную подъемную силу для снабжения горячей водой конвекторов в верхних этажах здания.
Как устроен циркуляционный насос системы отопления?
Конструкция насоса представлена на рисунке 1. Устройство защищено чугунным корпусом, к нему подсоединяется ротор. На валу мотора закреплена специальная насадка — крыльчатка, выполняющая функцию захвата проходящей через прибор жидкости и направления ее в нужную сторону. Воздушный винт, размещенный на корпусе оборудования, выполняет здесь функцию воздухоотвода. При необходимости его выкручивают и выпускают воздух из системы.
Как выбрать циркуляционный насос для отопления?
Производители оборудования производят широкий ассортимент комплектующих для систем обогрева помещений, каждая их которых имеет свои особенности. Это и материал конструкции (чугун, бронза, нержавеющая сталь),скорость, потери напора, источник питания, типы соединения, размеры, уровень шума.
Основным параметром, который необходимо учитывать при подборе циркуляционного насоса, является его производительность. Она обязательно должна соответствовать тепловой мощности,обслуживаемой им отопительной системы.
Рассчитать необходимый для данной конкретной системы показатель производительности можно по следующей формуле:
Q = 0,86 Х P/d,
где Q — расчетная производительность оборудования (кубометр/час), Р – тепловая мощность отопительной системы в киловаттах, d – разница температур рабочей жидкости на подаче и выходе из системы (при стандартном расчете этот показатель равен 20).
Рис 1. Устройство циркуляционного насоса
Виды циркуляционных насосов
Насосное оборудование в зависимости от конструктивных решений делят на два типа:
• Сухой тип
В насосах такого типа вал не соприкасается с жидкостью. Он изолирован кольцевым уплотнителем. Сухие циркуляционные насосы более производительны, но при эксплуатации издают сильный шум, имеют немаленький размер и требуют специального технического обслуживания. Поэтому их целесообразно монтировать в отдельных помещениях (котельных).
• Мокрый тип
В насосах мокрого типа ротор находится непосредственно в рабочей жидкости.
В данной конструкции электродвигатель надежно защищен металлическим стаканом. В силу строения такое устройство производит меньше шума, но обладает более низким КПД. Оно проще в обслуживании и ремонте, поэтому его целесообразнее использовать в небольших системах отопления частных домов.
Модели новейшего поколения уже оснащены современной автоматикой.Они обладают множеством функций, которые увеличивают производительность оборудования. Подобные модификации хорошо работают в системах с постоянным расходом воды. Возможность выбора наиболее подходящего для данного объекта режима работы значительно снижает расход электроэнергии, и повышает эффективность всех работы системы в целом. Например, насосы, оснащенные таймером и термостатом, дают возможность регулировать работу оборудования,опираясь на показатели температуры жидкости отопительной системы. Термостат измеряет температуру и регулирует нагрузку насоса: высокая температура — насос снижает обороты, низкая – увеличивается мощность – температура воды повышается.
Таймером позволяет задать время, когда прибору включаться и выключаться.
Как правильно установить циркуляционный насос?
Часто задаваемый вопрос: «Где в контуре отопления установить циркуляционный насос: в месте подачи жидкости в котел (горячая сторона) или на возвратной стороне (прохладная сторона) контура отопления?»
Чтобы теплообмен в системе не был нарушен, необходимо выбрать зону, где гидравлическое давление будет всегда высоким.
Специалисты рекомендуют следующие способы принудительного создания идеальных условий для установки насоса:
І- й вариант —если позволяет высота помещения, поднять расширительный бак на высоту 80 см по отношению к самой высокой точке системы. Или установить насос на утепленном чердаке.
ІІ — й вариант —врезать трубку от расширительного бака в обратку — недалеко от всасывающего штуцера циркуляционного насоса.
ІІІ — й вариант —вмонтировать циркуляционный насос в трубопровод в месте подачи воды (если позволяют технические характеристики насоса).
Наиболее верным решением выбора места установки циркуляционного насоса будет следование рекомендациям изготовителя котла, которые обязательно изложены в инструкции по эксплуатации оборудования.
Традиционно в большинстве отопительных контуров жилых и коммерческих объектов циркуляционные насосы монтируют на входной стороне отопительного котла (так называемая «обратка»). Пример такого монтажа циркуляционного насоса представлен на рис. 2
Такая установка взяла свое начало с тех времен, когда системы котлов выпускались без циркуляторов. Считалось, что при такой установке насос и его составляющие будут иметь более длительный срок эксплуатации,чем при установке на выходе жидкости из котла. Это связано с разницей температур на входе и выходе, которая в стандартных системах достигает 20 °.
Современные циркуляционные насосы выдерживают высокие температуры без потери своих технических качеств. Производители насосного оборудования настаивают на том, что нет принципиального значения, с какой стороны отопительного котла установлен циркуляционный насос, со стороны подачи или возвратной стороны контура.
Насос будет работать в любом месте, и будет двигаться воду по системе отопления, выполняя свои функции. Это происходит благодаря тому, что в гидравлической системе отопления насос толкает воду по замкнутому контуру: котел и трубопровод заполняются водой, и воздух в системе отсутствует. (Если горячая воды в системе трубопроводов или котла содержит больше, чем несколько пузырьков воздуха, тепло будет потеряно).
Рис.2 — Установка циркуляционного насоса в систему отопления
Общие рекомендации установки циркуляционного насоса:
· При монтаже оборудования важно помнить, что вал насоса должен располагаться всегда горизонтально, независимо от того, как расположен корпус.
· Необходимо обеспечить доступ к циркуляционному насосу для дальнейшего обслуживания и ремонта.
· Перед насосом рекомендуется установка фильтра первой очистки.
· С двух сторон от насоса стандартно устанавливают шаровые краны для простоты замены, чистки или текущего ремонта оборудования.
Как починить насос отопления?
Ремонт насоса лучше доверить специалистам.
Единственный случай, когда с ситуацией можно справиться самостоятельно, это засор насоса солями жесткости после длительного простоя. При такой поломке оборудование при включении гудит, но циркуляции рабочей жидкости не происходит. Мотор не может провернуть крыльчатку, «зацементированную» солями жесткой воды.
Для решения проблемы достаточно открутить гайку и повернуть вал насоса с насадкой вручную — дальше мотор заработает сам.
Рекомендации по наиболее оптимальной установке циркуляционного насоса в систему отопления можно посмотреть на видео:
Как выбрать циркуляционный насос для системы отопления частного дома
Главная задача циркуляционных насосов заключается в обеспечении принудительной циркуляции теплоносителя (воды), который
находится в системе отопления коттеджа или частного дома. Их использование позволяет применять в используемой системе отопления трубопровод меньшего диаметра, по сравнению с отоплением, которые смонтировано с учетом естественной циркуляции теплоносителя.
Кроме того, применение циркуляционного насоса позволяет в короткие сроки прогреть помещение до необходимой температуры. Однако у большинства людей, которые впервые сталкиваются с монтажом отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя, появляется вполне закономерный вопрос: на какие критерии в первую очередь нужно обращать свое внимание при выборе циркуляционного насоса? Для того чтобы максимально корректно ответить на этот вопрос, необходимо рассмотреть существующие типы циркуляционных насосов, изучить их главные преимущества, а также недостатки.
Естественная циркуляция теплоносителя в системе отопления работает благодаря разнице температуры и массы нагретой, а также охлажденной воды. Однако у такой самотечной системы циркуляции теплоносителя есть множество недостатков. Главный недостаток самотечной системы отопления заключается в том, что она не способна в полном объеме справиться с обогревом домов с большим количеством комнат.
Для того чтобы обеспечить равномерный обогрев дома с большой отапливаемой площадью, рекомендуется использовать циркуляционные насосы.
Какие бывают типы насосов
Существует несколько типов нагнетателей (циркуляционных насосов), которые отличаются между собой по принципу работы в системе отопления. Они бывают таких типов:
- с мокрым ротором;
- с сухим ротором.
Нагнетатели, оснащенные сухим ротором, представляют собой самые обыкновенные электродвигатели, на валу которых дополнительно устанавливается специальная крыльчатка. Крыльчатка размещается в герметичном и хорошо защищенном корпусе. Благодаря этому привод и перекачивающий узел размещаются отдельно друг от друга, благодаря чему ротор, который размещен в электродвигателе, не контактирует с теплоносителем.
Насосы данного типа, благодаря своим техническим характеристикам и повышенным показателям мощности, как правило, применяются в работе систем отопления на промышленных предприятиях, разнообразных учреждениях, организациях или на котельных установках централизованного теплоснабжения.
Для отопления в частных домах, в основном, используются нагнетатели с мокрым ротором. Это обусловлено тем, что они обладают небольшими размерами, а также практически не создают абсолютно никакого шума во время своей работы.
Критерии выбора насоса
Большинство людей, размышляя о том, как подобрать циркуляционный насос для системы отопления частного дома, ошибочно считают, что чем мощнее нагнетатель поставить, тем эффективнее будет работать система отопления, и тем лучше будет прогреваться дом. Однако такой подход к выбору подобного оборудования не является правильным.
Это обусловлено тем, что агрегат большой мощности обладает большими габаритами, стоит намного дороже, чем менее мощный циркуляционных насосов. К тому же уровень энергопотребления слишком мощного нагнетателя выше, а в системе отопления частного дома небольших размеров, он и вовсе будет работать только на половину своей оптимальной мощности. Поэтому, для того чтобы максимально корректно подобрать циркуляционный насос, следует в первую очередь обращать пристальное внимание на такие нюансы как:
- показатели производительности нагнетателя;
- функциональность;
- наличие дополнительных функций (наличие защиты от перегрева, переключение режимов работы и так далее).
Также, при выборе нагнетателя, нужно корректно рассчитать необходимую норму напора теплоносителя в системе отопления, для равномерного и корректного обогрева всех помещений в частном доме. Во время осуществления расчетов производительности подбираемого насоса, минимальные показатели его необходимой мощности для корректной работы отопления, необходимо увеличивать на 10%.
Расчет мощности
При выборе циркуляционного насоса, нужно правильно определиться с оптимальными параметрами мощности данного агрегата. К основным техническим характеристикам нагнетателя, от которых зависят показатели его мощности, являются:
- Параметры производительности насоса, которые измеряются в метрах кубических прокачиваемого теплоносителя (воды), за 1 час работы.
- Уровень создаваемого напора, который измеряется в метрах.
Показатели производительности нагнетателя выражаются в максимальном объеме воды, которую он способен перекачивать за 1 час работы. Расчет производительности агрегата производится с учетом соотношения тепловых мощностей отапливаемого помещения к разнице температуры воды на выходе, а также входе системы отопления.
Показатель создаваемого напора нагнетателем представляет собой максимально создаваемое насосом давление внутри системы отопления. Во время выбора циркуляционного насоса, его показатель напора должен быть таким же, как показатели гидравлического сопротивления системы отопления дома.
Рассчитать необходимую оптимальную мощность насоса, который планируется использовать в системе отопления, можно также самостоятельно. Для этого следует обращать внимание на параметры производительности используемого котла и правильно рассчитать наиболее оптимальный показатель необходимого напора воды, который должен создавать нагнетатель.
При выборе циркуляционного насоса, нужно принимать во внимание, что его пропускная способность на 1кВт мощности котла, который используется для обогрева дома, должна составлять не менее 1 литра за один час работы. Поэтому для котла, мощность которого составляет, например 25кВт, пропускная способность нагнетателя должна быть не менее 1500 литров воды за один час работы.
Выбор производителя
При выборе циркуляционных насосов, необходимо обращать пристальное внимание не только на технические характеристики данного оборудования, но и на компании которые занимаются их производством. Именно от выбора компании производителя в первую очередь зависит надежность и продолжительность работы нагнетателя.
Сегодня на отечественном рынке работает множество как отечественных, так и зарубежных компаний, которые занимаются выпуском циркуляционных насосов. Одними из самых популярных брендов, которые представлены на отечественном рынке, являются насосы немецкого производства фирмы WILO. Также большим спросом среди потребителей пользуются нагнетатели, которые производятся фирмой GRUNDFOS.
Кроме того, на отечественном рынке можно встретить насосы российского производства. Наиболее популярной компанией, которая занимается выпуском подобного оборудования, является UNIPUMP. Кроме того, эта компания занимается выпуском насосов погружного и поверхностного типа.
Главное достоинство, которым обладают циркуляционные насосы компании UNIPUMP, это относительно небольшая стоимость, хорошие показатели мощности, надежность.
Функционал устройства
Во время подбора для системы отопления циркуляционного насоса, следует также обратить особое внимание на его функционал и наличие разно рода дополнительных возможностей. Самые простые насосы не оснащены специальной регулировкой скорости перекачивания теплоносителя.
Главное преимущество такого нагнетателя выражается в его небольшой стоимости и надежности. Однако на фоне глобального изменения климата, когда в зимнее время года показатель температуры воздуха в окружающей среде, может резко изменяться как в сторону уменьшения, так и наоборот увеличиваться, рекомендуется приобретать нагнетатели, оборудованные регулировкой скорости работы.
Кроме того, во время выбора циркуляционного насоса, нужно обращать внимание на режим его работы. Самыми удобными и экономными являются нагнетатели, оснащенные автоматическими режимами включения, выключения, а также автоматической регулировкой скорости работы, которая регулирует мощность работы и количество перекачиваемого теплоносителя устройством, в зависимости от показателей температуры окружающей среды.
Также на некоторых моделях есть функция удаления воздуха и сброса лишнего давления. Благодаря наличию этой функции двигатель не запускается на холостом ходу, поэтому существенно увеличивается срок его эксплуатации и сводится к минимуму возможность возникновения поломки нагнетателя и выхода его из рабочего состояния.
Основные требования к установке
Устанавливать циркуляционный насос можно как в месте подающего, так и обратного трубопровода системы отопления. Главное условие, которое необходимо выполнять во время его установки – это обеспечение беспрепятственно доступа к оборудованию, для проведения его чистки, ремонта, а также планового технического обслуживания. Во время установки нагнетателя нужно придерживаться нескольких правил:
- Во время монтажа, перед насосом нужно предварительно установить фильтр грубой очистки.
- Диаметр труб отопления должен соответствовать оптимальному диаметру, который указан в технической документации устройства. Если показатель сечения труб меньше оптимального сечения, указанного в технических характеристиках нагнетателя, то это может привести к уменьшению уровня его производительности.
- Во время монтажа, насос необходимо разместить таким образом, чтобы стрелка на нем указывала на направление тока теплоносителя.
- На местах входа и выхода байпаса необходимо установить шаровые краны. Благодаря их установке нагнетатель можно будет извлекать для ремонта и технического обслуживания без предварительного сброса теплоносителя.
- Байпас должен дополнительно оснащаться специальным воздушным клапаном. Этот клапан необходим для устранения скопившегося воздуха из системы.
- Монтаж нагнетателя, который оснащен мокрым ротором, необходимо осуществлять исключительно в горизонтальном положении.
- Во время монтажа, клеммы должны быть направлены вверх, а на резьбовых соединениях должны быть прокладки. После процесса установки, на места резьбовых соединений дополнительно обрабатываются специальным герметиком.
После установки нагнетателя не рекомендуется осуществлять его запуск на холостом ходу, в системе отопления, которая не заполнена теплоносителем.
В случае правильного монтажа нагнетателя, после его включения, поверхность труб, а также радиаторов, начнет нагреваться постепенно и равномерно.
Заключение
У отопления, которое оборудовано циркуляционными насосами, масса достоинств и преимуществ. Однако для того чтобы максимально корректно смонтировать систему отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя, необходимо правильно подобрать нагнетатель. Отвечая на вопрос – как выбрать циркуляционный насос для системы отопления частных домов, нужно отметить, что во время подбора подобного оборудования, нужно, в первую очередь, обращать внимание на его технические характеристики, принцип работы, а также производителя. Кроме того, мощность подбираемого нагнетателя должна полностью обеспечивать принудительную циркуляцию теплоносителя, которым заполнена система отопления дома.
Руководство по выбору лучшего теплового насоса
Тепловой насос обогревает и охлаждает ваш дом, функционируя как комбинированная печь и центральный кондиционер.
Поскольку они поглощают и перемещают окружающее тепло, а не сжигают топливо (или используют энергоемкое электрическое сопротивление) для его генерации, тепловые насосы исключительно энергоэффективны и экологически безопасны по сравнению с другими домашними системами климат-контроля. Они питаются от электричества, их относительно легко установить во многих домах, и они могут сэкономить вам деньги по сравнению с другими системами отопления, вентиляции и кондиционирования , в зависимости от того, где вы живете, и других факторов, таких как стоимость электроэнергии.
Тепловой насос не будет идеальной системой для каждого дома, но эту технологию стоит рассмотреть каждый раз, когда вам нужно заменить или модернизировать часть вашей системы HVAC.
Это руководство поможет вам найти правильный тепловой насос для вашего дома, будь то канальная система или мини-сплит-система, а также если вы хотите заменить или дополнить традиционную систему отопления и охлаждения или просто хотите перейти на новый, более эффективный тепловой насос.
Мы опишем функции, которые нужно искать, и поделимся советами о том, как найти квалифицированного установщика. Кроме того, мы предлагаем советы о том, как максимально эффективно использовать тепловой насос после его установки.
Члены Consumer Reports также могут просматривать наши рейтинги тепловых насосов наиболее надежных брендов канальных тепловых насосов и брендов, которые больше всего удовлетворяют владельцев. Наши рейтинги включают 24 бренда и основаны на данных опросов наших участников, охватывающих более 13 500 тепловых насосов, используемых в реальных условиях и установленных в период с 2005 по 2021 год. Мы не тестируем и не рекомендуем конкретные модели тепловых насосов, поскольку системы строго дома и климат.
Наиболее распространенный тип тепловых насосов, так называемые воздушные тепловые насосы, работают, поглощая тепло из воздуха и перемещая его снаружи внутрь помещения (в режиме обогрева) или наоборот (в режиме охлаждения). Точно так же работает кондиционер, а в режиме охлаждения воздушные тепловые насосы работают так же, как и кондиционеры.
Эти два типа приборов выглядят одинаково, обычно производятся одними и теми же компаниями и используют почти одни и те же детали. Тепловые насосы имеют лишь несколько небольших отличий, которые позволяют им перемещать тепло в двух направлениях, внутрь и наружу.
До недавнего времени воздушные тепловые насосы преимущественно использовались только на юге США, где они естественным образом подходят для жаркого лета и мягкой зимы. Но технология улучшилась, что сделало воздушные тепловые насосы практичным выбором практически в любой точке страны, даже в местах с холодными зимами. Как бы парадоксально это ни звучало, в воздухе всегда есть немного бесплатной тепловой энергии, даже в холодные зимние дни. Современные тепловые насосы для холодного климата могут эффективно собирать это бесплатное тепло и доставлять его в ваш дом.
Тепловые насосы предлагают более низкоуглеродный способ обогрева вашего дома, чем другие варианты, даже если они работают на электричестве, которое в основном вырабатывается за счет ископаемого топлива.
Когда они питаются от возобновляемых источников энергии, будь то солнечная энергия на крыше, общественная солнечная энергия или более чистая сеть, они становятся еще более устойчивыми. Из-за экономии энергии и экологических преимуществ некоторые штаты и коммунальные предприятия предлагают скидки или другие поощрения домовладельцам, устанавливающим тепловые насосы.
Вы можете использовать тепловой насос в качестве единственного нагревательного и охлаждающего устройства в вашем доме, или вы можете комбинировать тепловой насос с существующей системой отопления. Многие дома с существующими воздуховодами для систем вентиляции и кондиционирования воздуха с принудительной подачей воздуха могут быть адаптированы для тепловых насосов. Системы тепловых насосов без воздуховодов, называемые мини-сплитами, могут обеспечивать отопление и охлаждение в доме без воздуховодов или добавлять климат-контроль в помещения, недоступные основной системе.
Жизнь с тепловым насосом немного отличается от использования традиционной системы отопления.
Современный тепловой насос наиболее эффективен, когда ваш термостат настроен на постоянную температуру — он действительно экономит энергию, если вы не выключите его на ночь. Они также дуют более холодным воздухом, чем печи, и работают почти постоянно на низком уровне, а не нагреваются в течение коротких периодов времени в течение дня. Хорошая изоляция и герметичность вашего дома и системы воздуховодов важны независимо от того, как вы отапливаете свой дом, но они еще более полезны с тепловыми насосами.
В США мы обычно используем воздушные тепловые насосы, а чаще всего подмножество, известное как тепловые насосы воздух-воздух. Это означает, что они поглощают и выделяют тепло из воздуха (а не воды или земли) и обеспечивают отопление или охлаждение вашего дома через систему принудительной вентиляции (а не радиаторы). Среди тепловых насосов типа воздух-воздух в жилых домах наиболее распространены два типа.
Канальный воздушный тепловой насос
Этот тип теплового насоса выглядит и работает как центральный кондиционер.
Есть наружный блок и внутренний блок, оба из которых имеют алюминиевые ребра и змеевики для отвода или сбора тепла, соединенные линией хладагента, заполненной жидкостью, которая переносит тепло между двумя блоками. Наружный блок также имеет компрессор, который сжимает и обеспечивает циркуляцию хладагента. Внутренний блок подключается к воздуховодам внутри вашего дома, а вентилятор нагнетает теплый или холодный воздух через эти воздуховоды и из вентиляционных отверстий, расположенных вокруг вашего дома. Согласно опросам членов CR, общая средняя цена, уплаченная за покупку и установку канального теплового насоса в период с 2016 по 2021 год, составила 7,79 долларов США.1, хотя это зависит от бренда.
Бесканальный (он же Mini-Split) воздушный тепловой насос
Этот тип системы нагревает и охлаждает воздух точно так же, как и канальная модель, но он не использует воздуховоды для перемещения теплого или холодного воздуха по дому. Вместо этого наружный блок подключается к одному или нескольким отдельным внутренним воздухообрабатывающим агрегатам или «головкам», которые установлены по всему дому.
Это распространенный и простой способ добавить тепловой насос в дом или часть дома, в которой нет воздуховодов. Обычно головки кондиционера размещаются высоко на стене, но для домовладельцев, которым не нравится внешний вид или у которых нет места, есть головки, которые можно разместить внутри потолка или пола. Мини-сплиты также более энергоэффективны, чем канальные тепловые насосы, потому что они позволяют избежать потерь энергии, связанных с воздуховодами. У CR еще недостаточно данных по конкретным брендам, чтобы сообщить о ценах, которые участники заплатили за покупку и установку мини-разветвителей без воздуховодов; по данным HomeAdvisor, их установленная стоимость может варьироваться от 2000 до 14 500 долларов в зависимости от емкости и количества зон.
Другие типы тепловых насосов
Существует несколько других типов тепловых насосов, которые доказали свою эффективность в некоторых ситуациях, но они менее распространены, чем тепловые насосы с воздушным источником.
Наземные или геотермальные тепловые насосы поглощают и выделяют тепло под землей, где температура постоянна от 50° F до 60° F в течение всего года. Они очень эффективны, потому что им не нужно компенсировать большие колебания температуры, как это делают воздушные тепловые насосы. Но поскольку теплообменные трубы заглублены под землю (горизонтально или вертикально), системы наземного источника могут быть непрактичными для небольших участков или участков с определенными типами почв или ландшафтов. Системы с наземным источником могут стоить от 6000 до 30 000 долларов и более. Федеральные и местные стимулы могут значительно снизить стоимость, а системы настолько энергоэффективны, что экономия на ваших счетах за коммунальные услуги может компенсировать стоимость установки в течение 10 лет, даже по самым скромным оценкам.
Водяные тепловые насосы работают так же, как и наземные, за исключением того, что они проложены на дне пруда, а не под землей. Если у вас есть соответствующий водоем на вашей территории, их установка может быть проще и дешевле, чем наземные системы.
В тепловых насосах типа «воздух-вода» используются наружные блоки, аналогичные моделям «воздух-воздух», но они распределяют тепло через систему водяных радиаторов. Тепловые насосы типа «воздух-вода» распространены в большей части Европы, но в настоящее время их нет в США (хотя многие дома на Северо-Востоке и Среднем Западе используют для обогрева водяные радиаторы).
У вас уже есть один, и вам нужно его заменить. Если вы живете в стране с холодными зимами, возможно, вы слышали о тепловых насосах совсем недавно. В 2018 году Управление энергетической информации США сообщило, что почти 14 процентов домов в США используют тепловой насос в качестве основной системы отопления (и охлаждения). Так что, если в вашем доме уже есть тепловой насос, и вы им довольны, самое простое, что можно сделать, когда он изнашивается (как правило, после 10–15 лет службы), — это заменить его аналогичной моделью, которая, вероятно, быть более эффективным. Участники программы CR могут узнать, какие бренды канальных тепловых насосов делают их владельцев самыми счастливыми, основываясь на данных, которые мы собрали в ходе нашего опроса участников.
Вам необходимо заменить центральный кондиционер (или добавить новый встроенный кондиционер). В режиме охлаждения тепловой насос работает точно так же, как кондиционер. Процесс установки для обеих систем также практически одинаков. Стоимость установки теплового насоса, как правило, выше, чем стоимость установки центрального кондиционера с аналогичным рейтингом эффективности и мощностью, хотя точная сумма может варьироваться. Поиск различных моделей показал разницу в стоимости установки от 2 до более чем 35 процентов. Некоторые правительства штатов и коммунальные предприятия предлагают налоговые льготы или денежные скидки, если вы устанавливаете тепловой насос, что снижает некоторые расходы.
Так что, если вы все равно заменяете (или добавляете) кондиционер, будь то центральная система или комнатный блок, может иметь смысл немного доплатить за тепловой насос и сохранить существующую систему отопления в качестве резервной для в самые холодные дни и пожинать плоды высокоэффективного отопления в более мягкие дни года (подробнее об этом типе гибридной системы позже).
Вы хотите добавить тепла в холодную комнату. Мини-сплит-тепловой насос без воздуховодов — это доступный и эффективный способ добавить климат-контроль в части вашего дома, где основная система не работает, например, на готовом чердаке, гаражной мастерской или пристройке к дому.
Вы отапливаете «доставляемым» топливом, таким как пропан или печное топливо, электропечью сопротивления или электрическими плинтусными нагревателями. Это все дорогие способы отопления дома, но в зависимости от таких факторов, как место жительства и стоимость электроэнергии, вы, вероятно, со временем сэкономите деньги, если перейдете на тепловой насос, даже если вы включите стоимость установка его.
Вы хотите значительно уменьшить свой углеродный след. Почти половина энергии, потребляемой обычным домом, уходит на отопление. Таким образом, все, что вы делаете для более эффективного отопления и использования более чистых источников энергии, будет иметь большое значение для того, чтобы сделать ваш дом более экологичным.
Согласно исследованию Калифорнийского университета в Дэвисе, проведенному в 2022 году, переход с газовой печи на тепловой насос сократит выбросы углерода, связанные с отоплением дома, в среднем на 40 процентов. Это один из самых эффективных способов уменьшить свой углеродный след, и он не требует изменения образа жизни.
В вашем доме есть воздуховод. Более половины всех домов в США уже используют воздуховоды для распределения тепла и охлаждения. Канальный тепловой насос можно подключить к существующему воздуховоду для обеспечения отопления и охлаждения всего дома. Единственное предостережение: негерметичные неизолированные воздуховоды вредны для любой системы отопления, но особенно для тепловых насосов (подробнее об этом ниже).
Вы живете в районе, где субсидируются тепловые насосы. Тепловые насосы, особенно модели, которые хорошо работают в очень холодном климате, как правило, стоят дороже, чем другие типы отопительных приборов. Например, опрошенные члены CR заплатили медианную цену в размере 7,79 долларов США.
1 на покупку и установку теплового насоса против 6 870 долларов на газовые печи. И источники, с которыми мы говорили, сказали, что тепловые насосы для всего дома для холодного климата могут легко стоить более 10 000 долларов. (Хотя не забывайте, что тепловые насосы также обеспечивают охлаждение.) Но с государственными или коммунальными субсидиями — будь то налоговые льготы или денежные скидки — тепловой насос может стоить меньше, чем другие системы, работающие только на тепло. Воздушные тепловые насосы в настоящее время не имеют права на льготы по федеральному налогу, в отличие от геотермальных тепловых насосов.
Тепловые насосы — не самое практичное решение для обогрева дома. Вот несколько сценариев, в которых установка может быть дорогой, сложной или невозможной.
В вашем доме нет воздуховодов. Добавить воздуховоды в дом, в котором их нет, может быть сложно и дорого, а тепловые насосы, предназначенные для работы с водяными системами отопления, в США не распространены и дороги.
В этом случае мини-сплит-система без воздуховодов обычно является Самый простой способ добавить тепловой насос.
Ваш дом плохо изолирован или негерметичен. Если у вас старый дом, всегда полезно обновить теплоизоляцию и закрыть любые утечки воздуха, независимо от того, как вы его обогреваете. Также целесообразно обернуть и запечатать воздуховоды (если они у вас есть). Но хорошая теплоизоляция особенно полезна в домах, в которых используются тепловые насосы. Тепловые насосы перекачивают тепло более мягко, чем другие системы — это постоянная струйка теплого воздуха, а не выбросы тепла каждые несколько часов. Если у вас плохая изоляция, вы будете замечать сквозняки и холодные точки чаще, чем при более высоких температурах традиционной системы.
Недостаточное электроснабжение. В некоторых домах, особенно старых, электричество только на 100 или даже на 60 ампер. Технически вы можете запустить тепловой насос в такой системе, особенно если это мини-сплит-система меньшей мощности.
Но если это более крупный тепловой насос, и вы включаете слишком много дополнительных приборов или подключаете электромобиль, вы можете отключить выключатель и вам придется перезагружать систему. Если у вас профессионально установлен тепловой насос, хороший подрядчик должен проверить вашу панель на предмет мощности и может посоветовать нанять электрика для модернизации до современного стандарта 200 ампер. Вы должны быть готовы заплатить за эту работу не менее пары тысяч долларов.
Вы живете в очень холодном климате. Министерство энергетики делит США на восемь климатических зон. Чем выше число, тем холоднее зима. Базовые тепловые насосы десятилетиями использовались в зонах с меньшими номерами. Но современные тепловые насосы в правильно спроектированной системе могут обеспечить дом всем необходимым теплом через зону 6. на Аляске, где температура может опускаться ниже -25 ° F в течение нескольких дней, даже современные тепловые насосы для холодного климата могут не обеспечивать достаточного тепла.
Вам, вероятно, понадобится резервная система отопления, если вы живете в одном из этих районов.
Размер (мощность)
Тепловой насос, который слишком мал для ваших нужд, не сможет обеспечить комфорт в вашем доме. С другой стороны, негабаритный блок будет стоить дороже, и если это не модель с переменной скоростью, он будет включаться и выключаться чаще, чем должен. Это снижает эффективность, создает нагрузку на компоненты и делает ваш дом менее комфортным.
Холодопроизводительность теплового насоса измеряется в британских тепловых единицах в час (БТЕ/ч). БТЕ/ч. также может быть выражено в «тоннах», где 1 тонна равна 12 000 БТЕ/час. Чтобы убедиться, что размер вашего теплового насоса правильный, убедитесь, что ваш подрядчик выполнил расчет нагрузки на основе общепризнанного метода, такого как Руководство J Американских подрядчиков по кондиционированию воздуха (ACCA). Расчеты должны выполняться после любого воздушного уплотнения или изоляции. модернизация производится в вашем доме и должна выполняться независимо от того, заменяете ли вы устройство или устанавливаете новую систему.
Один нюанс, который следует учитывать: если вы планируете поддерживать резервную систему отопления рядом с тепловым насосом, вы можете подумать о приобретении теплового насоса меньшего размера. Подрядчик может помочь вам выяснить, имеет ли это смысл в вашем доме.
Обратите внимание, что тепловым насосам требуется гораздо меньше мощности для обогрева помещения, чем печи или котлам, потому что они гораздо более энергоэффективны. Например, если вашему дому требуется 100 000 БТЕ/час. печи, может потребоваться только 36 000 БТЕ/час. Тепловой насос.
Компрессор Тип
Компрессор является сердцем теплового насоса — это часть, которая фактически перекачивает тепло. Базовые тепловые насосы имеют односкоростной компрессор. Он либо включен, либо выключен. Эта система работает достаточно хорошо, но температура и относительная влажность в вашем доме будут колебаться вверх и вниз в соответствии с циклами. Некоторые компрессоры имеют две скорости, что смягчает колебания, но они все же присутствуют.
Золотым стандартом является компрессор с регулируемой скоростью. Он спроектирован так, чтобы работать почти постоянно, со временем настраиваясь, чтобы обеспечивать столько тепла или охлаждения, сколько необходимо для обеспечения комфорта в вашем доме. Он также намного лучше контролирует относительную влажность, чем односкоростные модели.
Компрессоры с регулируемой скоростью не только делают ваш дом более комфортным, но и более энергоэффективными. Это может показаться нелогичным, но для постоянного перемещения небольшой части тепла требуется гораздо меньше энергии, чем для быстрого перемещения большого количества тепла.
Эффективность
Некоторые тепловые насосы потребляют меньше энергии, чем другие, для обеспечения того же уровня комфорта. В режиме охлаждения эффективность обычно выражается как сезонный рейтинг энергоэффективности или SEER. Чем выше SEER, тем выше эффективность. В режиме отопления используется сезонный коэффициент эффективности отопления, или HSPF.
Опять же, чем выше число, тем более энергоэффективным является устройство.
Тепловые насосы с более высокими рейтингами SEER и HSPF, как правило, стоят дороже, но они часто окупаются со временем за счет более низких затрат на электроэнергию, и они могут иметь право на лучшие налоговые льготы или скидки, чем менее эффективные модели. Тепловые насосы с более высокими рейтингами SEER также, как правило, имеют более высокие рейтинги HSPF, хотя прямой зависимости между ними нет. Если вы живете в теплом климате, обратите более пристальное внимание на ВИДЯЩУЮ. В холодном климате ищите более высокий HSPF.
Минимальный допустимый SEER для нового теплового насоса сплит-системы в США сегодня составляет 13, а в южной половине страны — 14. Минимальный HSPF составляет 8,2. Системы, отвечающие рекомендациям Energy Star по эффективности, имеют минимальный SEER 15. Все минимальные федеральные стандарты должны быть повышены в начале 2023 года до SEER не менее 14 в северных регионах и 15 в южных регионах, а также минимум HSPF 8,8.
Наиболее эффективные модели имеют SEER 33,1 или HSPF 14,9.0003
Характеристики климата
Если вы живете в регионе с холодными зимами, вам нужно либо выбрать тепловой насос, рассчитанный на работу при самых низких температурах, которые регулярно наблюдаются в вашем регионе, либо иметь резервную систему отопления. свой тепловой насос.
Все воздушные тепловые насосы плохо работают при понижении температуры; пространство, которое они могут эффективно нагреть, сжимается, и они работают не так эффективно. Порог низкой производительности варьируется от модели к модели: некоторые тепловые насосы перестают работать при 25° F, другие — при 17° F или ниже.
Модели, продаваемые как тепловые насосы для холодного климата, могут полностью раскрыть свой потенциал при температуре до 5° F и могут отдавать некоторое количество тепла даже при температуре -20° F или ниже. Лучше всего работать с квалифицированным местным подрядчиком, который знает, какое оборудование хорошо работает в вашем регионе.
Если вы живете в районе, где температура редко или никогда не опускается ниже точки замерзания (32 °F), базовый тепловой насос может обеспечить большую часть ваших потребностей в отоплении и охлаждении. Вы можете использовать простую резервную систему электрического сопротивления (иногда встроенную в сам тепловой насос) на случай непредвиденных похолоданий.
Шум
Производители публикуют уровни шума для своих продуктов в руководстве пользователя и часто на своих веб-сайтах. Они, как правило, включают оценки шума при различных температурах наружного воздуха и скоростях вращения вентиляторов, измеряемых в децибелах. Чем ниже рейтинг, тем лучше, особенно если тепловой насос будет установлен возле окна спальни.
Надежность
Согласно нашему опросу участников, надежность на сегодняшний день является главным показателем общей удовлетворенности владельца тепловым насосом. Члены Consumer Reports могут увидеть прогнозируемые рейтинги надежности и удовлетворенности владельцев для 24 брендов тепловых насосов на основе данных, которыми участники CR поделились о почти 13 500 тепловых насосах, которые они купили новыми и установили в своих домах в период с 2005 по 2021 год.
Эти результаты обобщены в нашем руководстве по самым и наименее надежным тепловым насосам.
Как и в случае с большинством систем отопления и охлаждения, целесообразно нанять профессионала для проектирования и установки новой системы теплового насоса. Допустимая погрешность с тепловыми насосами меньше, чем с традиционными системами отопления, поэтому важно правильно подобрать размер. Вот несколько советов, как нанять хорошего установщика.
Спросите вокруг. Ищите рекомендации от соседей, членов семьи, деловых партнеров или местных ресурсных групп по экологически чистой энергии. Тепловые насосы по-прежнему являются нишевым продуктом в более холодных частях страны (хотя это быстро меняется), поэтому группы по ресурсам экологически чистой энергии могут помочь вам найти подрядчика, который знаком с технологией и знает, как установить хорошую систему. . Целесообразно получить ценовые предложения как минимум от трех подрядчиков.
Проверить их биографию.
Подрядчики, участвующие в торгах на вашу установку, должны предъявить вам документы, подтверждающие связь и страховку, а также все необходимые лицензии подрядчика. Обратитесь в местное бюро Better Business Bureau и отдел по делам потребителей для получения записей о жалобах. Это плюс, если технические специалисты сертифицированы торговой организацией, такой как North American Technician Excellence или HVAC Excellence, для обслуживания бытового оборудования для отопления и охлаждения. Эти и подобные программы оценивают знания техника по конкретным типам оборудования и методам его надлежащего обслуживания.
Узнать подробности. С подозрением относитесь к подрядчику, который основывает смету только на размере дома или расплывчатых эмпирических правилах. Подрядчики, которые претендуют на вашу работу, должны рассчитать требуемую мощность обогрева и охлаждения, используя общепризнанный метод, например, метод, который можно найти в Руководстве по расчету жилой нагрузки ACCA, также называемом Руководством J.
Дополнительным справочным материалом для оценки потребностей в воздуховодах является Руководство D. Результаты расчетов детальный анализ потребностей в отоплении и охлаждении по комнатам. Попросите распечатку всех расчетов и предположений, включая конструкцию воздуховодов.
Ваш подрядчик также должен выбрать подходящее место для наружного блока. Для правильной работы компрессору требуется достаточный поток воздуха. Убедитесь, что между устройством и любыми растениями или конструкциями остается расстояние не менее 2–3 футов. Кроме того, между верхней частью устройства и любыми деревьями над ним должен быть зазор в 5 футов. Вы также должны убедиться, что у вас или техника достаточно места для доступа и обслуживания устройства. И в местных строительных нормах могут быть правила о том, насколько близко наружный компрессор может находиться от окна соседа или границы участка.
При правильном проектировании теплового насоса и системы для вашего дома и местного климата необходимость в резервной системе отопления отпадает.
Но в холодном климате наличие системы резервного копирования может быть наиболее экономичным способом обеспечить комфорт в вашем доме. Вы даже можете думать об этом как о гибридной установке, а не как о системе с резервной копией. Вы будете использовать тепловой насос большую часть времени (включая лето, когда он обеспечивает все ваше охлаждение), а резервную систему — только в самые холодные дни, когда тепловой насос не справляется. Подрядчик может настроить систему на автоматическое переключение при определенной температуре наружного воздуха.
Гибридные системы по-прежнему экономят тонны энергии и выбросов углерода по сравнению с большинством других установок и могут обеспечить некоторое спокойствие в более холодном климате.
Вот несколько распространенных типов гибридных установок.
Электрический удлинитель: Обычно в мягком климате простой электрический нагревательный элемент может быть встроен в сам тепловой насос или в устройство обработки воздуха в помещении.
Эти полоски потребляют массу энергии, но они очень недороги в установке и обслуживании, и это экономичный способ пережить короткие похолодания.
Мини-сплит-радиаторы плюс: Радиаторные системы, работающие на масле или пропане, или на «обычном» электрическом нагреве, как правило, дороги в эксплуатации, но мини-сплит-системы, которые достаточно велики, чтобы обогреть весь дом, обычно быть дорогим в установке. Популярный компромисс: установите меньшую мини-сплит-систему, которая сможет справиться с большей частью ваших потребностей в отоплении (и охлаждении), и оставьте старую радиаторную систему на самые холодные дни.
Канальный тепловой насос с печью: Это та же концепция, что и вышеописанная комбинация мини-сплит-системы и радиатора. Вы установите тепловой насос так же, как если бы вы установили центральный кондиционер.
Принято считать, что для оптимальной работы тепловые насосы должны проходить регулярное техническое обслуживание, хотя наш опрос читателей не показал корреляции между частотой технического обслуживания и вероятностью того, что тепловому насосу потребуется техническое обслуживание или ремонт.
Но хорошо обслуживаемая система должна работать более эффективно.
Если вы нанимаете специалиста по обслуживанию, вот что вам нужно, чтобы он делал раз в год:
очищать и промывать змеевики, опорожнять поддон и дренажную систему, а также пылесосить отсеки воздуходувки. Подрядчик также должен убедиться, что система правильно заправлена хладагентом, что нет утечек и что все механические компоненты работают правильно.
Вы также можете справиться с обслуживанием самостоятельно. Ежемесячно очищайте решетки и фильтры. Очистите змеевики конденсатора от мусора и грязи и проверьте сливную трубу на наличие засоров. Следуйте инструкциям производителя по замене фильтра и рекомендациям производителя фильтра относительно частоты его замены. Как правило, чем толще одноразовый фильтр, тем реже его нужно менять. (Тестируемые нами фильтры HVAC служат от трех до 12 месяцев.)
Вот как выбрать тепловой насос правильного размера для вашего дома
Узнайте, какой мощности тепловой насос вам нужен.
Тепловой насос играет важную роль в поддержании нужной температуры в вашем доме, забирая тепло из наружного воздуха в жилое помещение зимой, а также удаляя тепло и передавая его наружу во время лето. Но чтобы тепловой насос работал правильно, он должен быть подходящего размера для вашего помещения.
Может показаться, что найти правильный тепловой насос легче сказать, чем сделать. Но есть некоторые общие рекомендации, которые помогут вам найти тепловой насос нужного размера, чтобы правильно обогревать и охлаждать ваш дом энергоэффективным способом.
Найдите подходящую для вас систему HVAC
Как и ваши домашние и личные потребности, ваш проект HVAC и его стоимость уникальны. Воспользуйтесь нашим калькулятором, чтобы лучше оценить свои инвестиции, или мы свяжем вас с местным профессионалом.
Получить мою оценку
От нашего партнера
| политика конфиденциальности
Раскрытие информации для рекламодателей
HVAC.
com представляет информацию, собранную независимо от официальных веб-сайтов поставщиков. Мы регулярно обновляем сайт, чтобы эта информация всегда была актуальной и точной. Предложения, которые появляются на этом сайте, исходят от компаний, от которых HVAC.com получает компенсацию. HVAC.com не включает всех доступных поставщиков услуг.
Важность выбора теплового насоса нужного размера
Может показаться, что размер вашего теплового насоса не так уж важен. В конце концов, что самое худшее может случиться, если он будет слишком маленьким или слишком большим? Возможно, вы удивитесь, узнав, насколько важно подобрать правильный размер. Слишком маленький или слишком большой тепловой насос может привести к пустой трате денег.
Если ваш тепловой насос слишком мал для вашего дома, он, скорее всего, не будет работать должным образом. Вы можете в конечном итоге заплатить более высокий счет за коммунальные услуги, потому что тепловой насос будет изо всех сил пытаться нагреть и охладить ваш дом.
Поскольку тепловому насосу приходится работать усерднее, чтобы нагреть ваш дом до нужной температуры, вы также можете рассчитывать на более высокие затраты на ремонт и техническое обслуживание.
С другой стороны, если ваш тепловой насос слишком большой, он будет производить больше энергии, чем вам нужно, что приводит к трате энергии и снижению эффективности.
Как определить размер теплового насоса
Есть несколько различных методов, которые вы можете использовать, чтобы найти тепловой насос нужного размера для вашего дома: ручной J и квадратные метры. Мы обсудим каждый из них более подробно ниже.
Manual J
Manual J — это отраслевой стандарт расчета теплового насоса. Он был создан Американскими подрядчиками по кондиционированию воздуха, чтобы помочь определить правильный размер теплового насоса для вашего дома на основе восьми различных факторов. Восемь факторов, рассматриваемых в Руководстве J, таковы:
- Местный климат, в том числе, сколько дней в году вам нужно отопление и охлаждение
- Площадь и планировка вашего дома
- Сколько у вас окон и где они расположены
- Фильтрация воздуха в вашем доме
- Качество изоляции в вашем доме
- Количество людей, проживающих в вашем доме
- Предпочитаемая вами температура
- Теплогенераторы в вашем доме
Площадь в квадратных футах
Существует множество факторов, которые учитываются при расчете мощности теплового насоса, и может быть сложно определить, как каждый из них влияет на ваши потребности в тепловом насосе.
К счастью, есть более простой подход к выбору теплового насоса нужного размера.
Обычно на каждые 500 квадратных футов вашего дома требуется одна тонна мощности кондиционера. Вот несколько рекомендаций, которые помогут вам определить необходимое количество тонн:
- 500 квадратных футов: 1 тонна
- 1000 квадратных футов: 2 тонны
- 1500 квадратных футов: 3 тонны
- 2000 квадратных футов: 4 тонны
- 2500 квадратных футов: 5 тонн
- 3000 квадратных футов: 6 тонн
Также важно знать, чему равна каждая тонна в БТЕ или британских тепловых единицах, которые используются для определения размера теплового насоса. Используйте эту таблицу, чтобы определить количество БТЕ, необходимое для вашего дома:
Таблица размеров теплового насоса
| Размер дома (в квадратных футах) | Размер теплового насоса (в тоннах) | Размер теплового насоса (в БТЕ) | 1 тонна | 12 000 БТЕ |
|---|---|---|
| 1 000 квадратных футов | 2 тонны | 24 000 БТЕ |
| 3 1 500 квадратных футов 8 | 336 000 БТЕ | |
| 2 000 квадратных футов | 4 тонны | 48 000 БТЕ |
| 2 500 квадратных футов | 5 тонн | 60 000 БТЕ | 6 тонн | 72 000 БТЕ |
Как только вы узнаете соответствующий номер из БТЕ, необходимых для теплового насоса вашего дома, вы можете начать делать покупки.