Как сделать отопление без насоса в доме: схема домашнего отопления частного дома без циркуляционного насоса, как сделать циркуляцию своими руками

Содержание

Как сделать циркуляцию воды в котле без насоса

01.09.2022

Содержание

1 Разновидности котлов
2 Система отопления без насоса

Для отопления жилища сегодня предлагается множество систем с разными характеристиками. Важной частью любой системы является отопительный котел, обеспечивающий обогрев жилища через радиаторы и теплый пол, а также подачу горячей воды. И каждому человеку интересно, как можно улучшить отопление в квартире и доме.

Разновидности котлов

Конструкция любого современного котла предусматривает наличие теплообменника, корпуса с хорошей теплоизоляцией, гидравлического блока, элементов безопасности и автоматики (для управления, осуществления контроля). Газовые и дизельные агрегаты оснащены горелками, твердотопливные имеют топку для угля или дров. У электрокотлов имеются ТЭНы. Схема циркуляции воды в котле может предусматривать наличие насоса для принудительной циркуляции воды, или обходиться без них.

Теплоноситель проходит через теплообменник, прогревается и продвигается по трубам отопления, отдавая тепло через радиаторы, теплые полы, полотенцесушители.

Применяются три схемы циркуляция воды в котле:

многократная принудительная – со встроенным в водяной контур циркуляционным насосом;
прямоточная – с использованием прямоточных котлов, без барабанов, с одноцикловой циркуляцией;
естественная – основана на разной плотности горячей и холодной воды, естественном ее движении.

Система отопления без насоса

Циркуляция воды без насоса особенно часто используется в загородных дамах, дачах. Причина в том, что там чаще, чем в городе, бывают перебои с электроэнергией, поэтому устанавливать систему принудительной циркуляцией бесполезно.

Принцип работы такой системы прост – нагретый теплоноситель, имеющий меньшую плотность, чем холодный, идет вверх, обеспечивая движение в трубах. Такая система предельно проста в монтаже и в эксплуатации. Ее составные части:

нагревательный котел в качестве источника тепла, вид топлива – какой угодно;
трубопровод, по которому циркулирует теплоноситель;
расширительный бак, предназначенный для стабилизации давления в системе;
радиаторы, обогревающие помещение.

Отопление может быть водяным или паровым.

Водяные системы отопления подразделяют на виды:

Открытая – расширительный бак устанавливают максимально высоко, тем самым создавая избыточное давление и организовывая отвод воздуха. Через бачок в систему добавляется жидкость.
Закрытая — бачок заменяется мембранным гидроаккумулирующим баллоном, создающим дополнительное давление. Внутреннее давление регулируется манометром – для безопасности.

Отопительные элементы могут подключаться по таким схемам:

Однотрубная. Отопительные элементы подсоединяются последовательно, теплоноситель продвигается от одного к другому.
Двухтрубная. В такой схеме циркуляции воды в системе радиаторы отопления подключаются к магистральной трубе параллельно. Теплоноситель поступает во все батареи горячим, а охлажденный уходит через обратку к котлу.

Паровое отопление отличается от водяного только тем, что вода нагревается до состояния пара и в таком виде поступает в элементы обогрева по трубам. Такая конструкция содержит элементы:

котел — нагревает воду, накапливает пар;
воздушный выпускной клапан, регулирующий поступление пара в магистраль;
трубы;
радиаторы.

Виды и типы таких систем аналогичны водяным.

При желании сделать в отопительной системе циркуляцию воды без насоса, следует учесть такие нюансы монтажа, как:

котел требуется крепить как можно ниже;
трубы должны иметь уклон в сторону обратки;
желательно минимизировать количество поворотов;
применять трубы больших диаметров.

Циркуляционный насос отопления — нужен или нет?

Довольно часто случается, что старая отопительная система, работающая на принципе естественной циркуляции теплоносителя — воды, перестает справляться с обогревом дома. Иногда, отопительная система изначально спроектирована неправильно и требует намного больше топлива (газ, уголь, дрова и т.д.). Возможно Вы этого и не замечали, но сравнив затраты топлива на обогрев похожего дома у соседа — понимаете, что «где то что-то у Вас неправильно». Можно ли увеличить КПД существующей отопительной системы без больших затрат. В большинстве случаев — да.

Одной из причин уменьшения КПД отопительной системы может быть постепенное изменение схемы отопления в результате ремонтных работ и переделок, а также обрастание внутренних стенок ржавчиной и накипью. В результате происходит уменьшение диаметров труб и повышение шероховатости внутренних стенок, что приводит к увеличению гидравлического сопротивления отопительной системы и пропаданию циркуляции в ней полностью, или на некоторых участках. Система с естественной циркуляции должна иметь уклон по всей длине магистрали. Уклон этот может измениться уже через год-два после постройки дома в результате просадки фундамента.

Радикальное средство лечения такой отопительной системы – полная переделка. Но это не всегда возможно, более того, сопряжено со значительными затратами и последующим восстановительным ремонтом помещения.

Другой способ — ограничиться минимальным хирургическим вмешательством – врезкой циркуляционного насоса.

Современные циркуляционные насосы для небольших частных домов недороги, надежны, бесшумны и экономичны, поэтому установить насос в отопительную систему стоит и в профилактических целях, для оживления старой гравитационной отопительной системы с естественной циркуляцией и придания ей жизнеспособности и второй молодости.

Почти всегда, после установки насоса в систему отопления, Вы получите прирост КПД котла. Кроме того помещение нагревается в несколько раз быстрее и равномерно. Особенно ощутимо в межсезонье, когда котел включается не постоянно а по необходимости. Все помещения будут прогреваться быстро и равномерно. Все это экономит затраты топлива и довольно существенно.

Основные преимущества установки циркуляционного насоса в систему отопления

увеличение КПД системы;

быстрое прогревание воздуха во всех помещениях, увеличение отапливаемой площади;

выравнивание температурных показателей в трубопроводе;

исключение завоздушенности труб;

уменьшенный расход топлива;

возможность установки полотенцесушителей, термостатов;

применение труб малого диаметра;

небольшая стоимость оборудования и установки.

Циркуляционный насос – это возможность быстро повысить качество обогрева дома без демонтажа всей системы и больших финансовых трат.

Единственный минус такого решения, это зависимость работы насосного оборудования от электричества, но проблема, как правило, решается подключением ИБП для циркуляционного насоса.
Другой способ — установка насоса по байпасной схеме. Тогда при отсутствии электричества Вы можете переключиться на работу контура без насоса. Эта схема подробнее будет рассмотрена ниже.

Установка насоса в систему отопления частного дома оправдана как при создании новой, так и при модификации уже существующей системы отопления. Системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя, обеспечивают более быстрый и равномерный прогрев всех участков водяного контура, независимо от удаленности от водогрейного агрегата.

Куда установить циркуляционный насос?

Если у Вас твердотопливный котел, то, при врезке насоса в существующую систему, устанавливать его лучше всего на обратку, рядом с котлом, чтобы на него не оказывала отрицательное влияние слишком большая температура воды в подаче из котла, разожженного на полную мощность. Чтобы сохранить способность работы котла без циркуляционного насоса, устанавливать насос желательно по байпасной схеме – это обводной участок магистрали, предусматривающий возможность переключения отопительной системы на естественную циркуляцию, в обход насоса.

Байпасный узел можно изготовить самому, или приобрести готовый, они часто имеются в продаже на рынках, полукустарного изготовления. Не бойтесь, что он не подойдет к купленному Вами насосу. Достаточно измерить установочный размер разрыва байпасного узла, между шаровым краном и фильтром, предназначенный для установки насоса. Он должен составлять 180 миллиметров.

Стандартный размер циркуляционного насоса составляет ровно 180 миллиметров. Существуют и короткие версии, 130 миллиметров, предназначенные для установки в насосные блоки быстрого монтажа, но в обычной розничной сети такие насосы практически не встречаются.

Важно! При использовании байпасной схемы для установки насоса, отвод на расширительный бак и предохранительный клапан ОБЯЗАТЕЛЬНО врезайте до или после вентилей, отсекающих насосный или байпасный участок. Расширительный бак и предохранительный клапан не должны оказаться отсечены от отопительной системы при любой схеме работы, насосной или естественной!

Что необходимо сделать перед установкой насоса в систему отопления?

Итак, как Вы помните, у вас старая отопительная система, полная шлама и ржавчины, который необходимо по возможности удалить. В большинстве случаев доступна только элементарная промывка. Просто слить воду из системы недостаточно, так как ее слив осуществляется через сливной кран небольшого диаметра. При этом вода по системе двигается очень медленно, потому что основные диаметры трубопроводов гораздо больше диаметра сливного крана и весь шлам и ржавчина спокойно оседают в трубе.

Больше всего склонны к засорению стальные трубы. Это обусловлено их шероховатой поверхностью, которая с годами становится только всё более неидеальной. Полипропиленовые, пластиковые, оцинкованные трубы более гладкие и менее восприимчивы к оседанию на них ржавчины – её просто смывает потоком теплоносителя.

Поэтому, когда вы вскрыли обратный трубопровод, вырезав участок под установку насоса, промойте систему, подключив ее к водопроводу через шланги. Постарайтесь обеспечить максимальный проток через отопительную систему, с максимально возможным напором. Хорошего скоростного потока в трубах большого диаметра Вам все равно создать не удастся, так что потратьте на промывку чуть большее время, чем хотелось бы, пусть вытечет максимально возможное количество шлама и ржавчины.

Как выбрать циркуляционный насос для установки в отопительную систему с естественной циркуляцией?

Важный момент, которому необходимо уделить некоторое внимание. При конструировании новых систем насосы подбирают, отталкиваясь от общей тепловой мощности отопительной системы, определяют необходимый для такой мощности общий проток (расход) теплоносителя через систему и к нему приравнивают необходимую производительность циркуляционного насоса.

Далее рассчитывают общее гидравлическое сопротивление отопительной системы и вычисляют необходимый напор циркуляционного насоса. Полные расчеты сложны и для небольшого частного дома не нужны. Для небольших домов (да и для больших тоже) существует упрощенные и доступные даже для полностью неподготовленных людей методики расчета. В интернете довольно много методик — выбирайте какая вам больше нравится и рассчитайте параметры для выбора насоса.
Тепловую мощность уже существующей отопительной системы определить еще проще – посмотрите ее на шильдике отопительного котла.

Для зданий, относительно небольшой площади, существует методика расчета насоса без формул. Самостоятельно подобрать мощность циркуляционного насоса можно следующим образом:

По производительности котла. Расчет циркуляционного насоса для системы отопления частного дома выполняют, принимая во внимание, что 1 кВт мощности водогрейного оборудования соответствует коэффициенту пропускной способности равной 1 л/мин. Соответственно, для котла на 25 кВт, потребуется установить насос с показателем от 1500 л/час.

Расчет напора циркуляционного насоса системы отопления. В технической документации указывается параметр напора в метрах водяного столба. По данному параметру можно определить длину водяного контура и подсчитать необходимое количество насосов в системе.
Считается, что для 10 п.м. трубопровода, необходимо 0,6 м напора водяного столба. Оптимальный выбор насоса для 1 этажного дома — это стандартные модели с 6 м. в. ст. Станции подойдут для помещений с трубопроводом до 100 п. м.
Если напора недостаточно, устанавливают второй насос или подбирают более мощную модель. Этот же принцип расчетов используют при выборе насоса для 2-х этажного дома.

Основные паспортные показатели циркуляционного насоса — производительность, напор и расход. В первую очередь, должен интересовать расход, он определяется по формуле:

Q= N/(t2-t1)

N – мощность теплогенераторной установки. Если нет шильдика, очень и очень приближённо можно взять за основу усреднённые данные потребности в тепловой энергии на отопление — 0,1 кВт/м2, помноженное на отапливаемую площадь в м2.
t1 – температура теплоносителя на входе (обратка), в среднем 65 ºС
t2 – расчётная температура теплоносителя на выходе (подача), для обычных систем в среднем 90 ºС.

Напор насоса приближённо определяют, исходя из показателя 100 Вт мощности на квадратный метр площади.

Осталось учесть еще один важный момент – особенность установки насоса в систему с естественной циркуляцией.

Для системы с принудительной, насосной циркуляцией у Вашей старой системы очень толстые трубы. При конструировании новых отопительных систем, диаметр труб выбирают таким, чтобы скорость потока в них была в диапазоне от 0,4 до 1,5 метров в секунду. При меньшей скорости из системы не будет удаляться воздух и воздушные пузыри так и останутся висеть в трубах, при большей скорости потока возможно гудение труб и ускоренный износ элементов отопительной системы. Большая скорость с гудением в трубах Вам не грозит, а вот очень маленькая, с плохо удаляющимся из системы воздухом вполне вероятна.

Но не все так плохо. У Вас ведь система с хоть и плохой, но естественной циркуляцией и система промыта! Поэтому подбирать насос исходя из диаметра труб нет никакой необходимости, просто возьмите модель насоса на одну ступеньку выше в номенклатуре.

Тепловые насосы без принудительной подачи воздуха [2040 Энергия]

Миллионы домов отапливаются котлами и радиаторами, работающими на ископаемом топливе.

Как эти системы могут перейти на чистое электрическое тепло?

Фото предоставлено Тоддом Гарднером.

Эта статья является частью 4 нашей продолжающейся серии: Полное руководство по низкоуглеродному отоплению в Миннесоте.

Вы можете вернуться к части 3 здесь: Чистое и эффективное тепло: воздушные тепловые насосы.

ОБНОВЛЕНИЕ 2022

Когда мы писали эту статью еще в 2019 году, мы поняли, что вариантов низкоуглеродного отопления для лучистых систем не хватает.
Итак, мы решили построить новый тип теплового насоса, разработанный с нуля для водяных систем с котлом и радиатором.

Нажмите здесь, чтобы узнать больше о RenewaBoiler — тепловом насосе для радиаторов.

До сих пор в этом руководстве по низкоуглеродному отоплению мы сосредоточились в основном на системах с принудительной подачей воздуха.
Но в миллионах домов нет принудительной вентиляции; вместо них лучистое водяное тепловое.

Системы лучистого водяного отопления питаются от котла, который нагревает воду, которая циркулирует к радиаторам по всему дому.
Это был основной способ обогрева домов до 1950-х годов, когда центральное кондиционирование воздуха (для которого требуется система принудительной вентиляции) стало обычным явлением.
Но модернизация воздуховодов в доме очень дорогая, поэтому тонн домов с лучистым отоплением все еще существуют, особенно в Миннеаполисе и Сент-Поле.
А водяной подогрев пола, работающий по тому же принципу, обычно используется в современных домах как премиальная функция.

Когда речь идет о воздействии на окружающую среду и эксплуатационных расходах, котлы ничем не отличаются от печей.
Подавляющее большинство работает на природном газе, где это возможно, а в других случаях используют пропан или мазут.
Бывают конденсационные и стандартные газовые котлы, как и с печными.
И, в конечном счете, БТЕ — это просто БТЕ — будь то теплый воздух, дующий по воздуховоду, или горячая вода, циркулирующая через радиатор.

Итак, каковы низкоуглеродные варианты систем лучистого отопления?

Тепловые насосы Mini-Split

Самый распространенный способ сделать дома с лучистым теплом низким выбросом углерода — это использовать тепловые насосы с мини-сплит-системой .
Это небольшие («мини») тепловые насосы, которые «разделены» между наружным блоком (установленным на плите или металлическом каркасе) и одним или несколькими внутренними «головками» (установленными на стенах или потолках).
Хладагент подается по трубопроводу между наружным и внутренним блоками для обеспечения теплообмена.

Наружный блок мини-сплит-теплового насоса.

Домовладельцы могут установить столько внутренних блоков, сколько им необходимо для обеспечения комфорта в доме.
Но, как и для канальных тепловых насосов, для мини-сплит в Миннесоте требуется резервное тепло.
Так что, к сожалению, их установка не означает, что вы можете избавиться от своего котла.

Есть еще много причин любить мини-сплиты:

Они выполняют как обогрев, так и охлаждение, поэтому вам не нужен отдельный оконный кондиционер.
Как правило, они работают лучше, чем канальные тепловые насосы, при очень низких температурах. Например, мини-спалеты Mistubishi «Hyper-Heat» работают при температуре до -13°!
Работают намного тише оконного кондиционера. (Вернее, шумная часть находится на улице, так что не надоедает.)

Настенный внутренний блок теплового насоса сплит-системы.

Самым большим недостатком отопления с помощью мини-сплит является то, что они являются шагом назад в плане комфорта.
Лучистое тепло, особенно в полу, обычно считается наиболее удобным способом обогрева дома.
Радиаторы также распределены по всему дому, чтобы равномерно покрыть каждую комнату, тогда как с мини-сплитами у вас будет гораздо меньше источников тепла.
Для большинства людей коробка на стене, дующая теплым воздухом, просто не идет ни в какое сравнение с большим чугунным радиатором или с полом, который согревает ваши ноги, когда вы идете по нему.

Для исторических или архитектурных домов мини-щели также могут рассматриваться как эстетическая проблема.
(Но, на мой взгляд, они выглядят намного лучше, чем оконный кондиционер, и не загораживают вид на улицу!)

Воздействие на окружающую среду и затраты

Когда дело доходит до энергоэффективности, мини-сплит-системы сравнимы с тепловыми насосами с воздуховодами.
В зависимости от температуры наружного воздуха они добавляют 7-14 БТЕ тепла в час на каждый потребляемый ватт электроэнергии.
Но общее влияние на климат и на ваш кошелек зависит от того, сколько вы установите, и планировки вашего дома.
Чтобы попытаться сравнить яблоки с яблоками, мы рассмотрим два гипотетических сценария:

Одиночный блок – Одиночный наружный блок для холодного климата с одной или двумя внутренними головками, охватывающий самые большие помещения нижнего этажа.
Полный охват – Несколько наружных блоков для холодного климата с 6-8 внутренними головками, охватывающие все жилые помещения и спальни.

Сценарий с одним блоком может покрыть примерно половину типичной отопительной нагрузки дома, а сценарий с полным покрытием покроет около 90%.
По сути, они эквивалентны стандартному сценарию и сценариям для холодного климата с тепловыми насосами с воздуховодами.
(Остальное тепло должно обеспечиваться котлом и радиаторами.)

Стоимость установки мини-сплит сильно варьируется в зависимости от планировки вашего дома, требований к электроснабжению и расположения внутренних головок.
Но они дороже, чем канальные тепловые насосы, особенно если учесть их стоимость по сравнению с решением только для охлаждения.
Вы можете ожидать, что сценарий с одним устройством будет стоить 4-5000 долларов США , а полное покрытие будет стоить 12000 долларов США или больше.

Тепловые насосы воздух-вода

Еще один способ получения низкоуглеродного лучистого тепла – использовать в качестве котла тепловой насос.
Для этого требуется что-то, называемое тепловой насос воздух-вода , который использует воздух в качестве источника тепла для нагрева воды для лучистого отопления.
Это кажется идеальным решением, и даже имеет то преимущество, что можно использовать тепловой насос для нагрева воды в вашем доме.
Но вызовов немало:

Тепловой насос воздух-вода в действии.

Во-первых, это экономика.
Для канальных и мини-сплит-тепловых насосов большая часть ценностного предложения заключается в охлаждающей способности, поскольку они могут заменить ваш кондиционер за очень небольшую надбавку к цене.
Но в водяной системе отопления охлаждающая способность теплового насоса бесполезна.
(Пропускание холодной воды через систему приведет к образованию конденсата на трубах и радиаторах, что приведет к плесени и гниению.)
Чтобы воспользоваться охлаждающей способностью теплового насоса, вашему дому потребуется специализированная, т. е. дорогая, распределительная система охлаждения.

Из-за трудностей с охлаждением тепловые насосы типа «воздух-вода» представляют собой второстепенный рынок.
(Во всяком случае, в США… они довольно распространены как в Европе, так и в Азии.)
Крупнейшие компании HVAC даже не производят оборудование, поэтому вам придется использовать менее известные специализированные бренды.
Это создает еще пару проблем: стоимость оборудования высока, а опытные установщики встречаются редко.

А поскольку тепловые насосы с воздушным источником (в Миннесоте) всегда требуют резервного питания, вам все равно понадобится традиционный котел.

Примечание о температуре воды

Еще одна проблема тепловых насосов типа «воздух-вода» — температура воды.
Тепловые насосы типа «воздух-вода» становятся менее эффективными по мере того, как вода становится горячее, и обычно их максимальная температура составляет около 120–130 °.
Но радиаторы обычно рассчитаны на работу при температуре 160° или выше.

Хорошей новостью является то, что радиаторы обычно имеют большие размеры, особенно для старых домов, в которых модернизирована оригинальная изоляция и установлены окна.
(Котельная промышленность уже извлекает выгоду из этого с помощью высокоэффективных конденсационных котлов, которые на самом деле не работают с высокой эффективностью, если температура воды не ниже 130°!)
А в самые холодные дни года, когда вам нужна самая горячая вода, система все равно будет работать на резервном тепле.

Таким образом, в некоторых случаях можно обойтись более низкой температурой воды, обеспечиваемой тепловыми насосами типа «воздух-вода».

Внутреннее лучистое отопление.

А если вам повезло с подогревом пола, расчетная температура воды обычно составляет 100° или меньше.
Так что тепловой насос типа «воздух-вода» — идеальный вариант!

Воздействие на окружающую среду и затраты

Тепловой насос типа «воздух-вода», используемый в качестве бойлера, имеет такую же эффективность, что и тепловой насос с мини-сплит-системой.
Но объем использования ископаемого топлива, который он может заменить, во многом зависит от расчетной температуры ваших радиаторов.
Для типичной конструкции чугунного радиатора тепловой насос, который мы устанавливаем в 2040 Energy, будет покрывать около 50% нагрузки.
Но для конструкции с подогревом пола, для которой требуется гораздо более низкая температура воды, она покроет около 75%.

Стоимость установки сильно различается из-за небольшого рынка.
Мы обнаружили, что 15 000 долларов являются типичными.

Общий рейтинг

У нас нет конкретных рейтингов для самих котлов — их стоимость и выбросы углерода практически такие же, как у эквивалентной печи (см. здесь природный газ или пропан и мазут).

Ниже приведены общие рейтинги вариантов без воздуховодов с низким содержанием углерода.
Обратите внимание, что затраты на топливо и углеродный след включают использование системы природного газа стандартной эффективности в качестве резервной.

Одинарный мини-сплит для холодного климата

Стоимость установки: 4500 долларов США
Стоимость топлива за 10 лет: 5 100 долларов США
10-летний углеродный след: 36 метрических тонн

Мини-сплиты с полным покрытием для холодного климата

Стоимость установки: 15 000 долларов США
Стоимость топлива за 10 лет: 4 600 долл. США
10-летний углеродный след: 20 метрических тонн

Тепловой насос воздух-вода с радиаторами

Затраты на установку: 15 000 долларов США
Стоимость топлива за 10 лет: 5 100 долларов США
10-летний углеродный след: 36 метрических тонн

Тепловой насос типа «воздух-вода» с напольной установкой

Стоимость установки: 15 000 долларов США
Стоимость топлива за 10 лет: 4800 долларов США
10-летний углеродный след: 26 метрических тонн

Как и в случае с канальными тепловыми насосами, тепловые насосы типа «мини-сплит» и «воздух-вода» обеспечивают значительную экономию углерода и немного более низкие эксплуатационные расходы.
Но их установка несколько дороже.

Далее: Бабушкин плинтус Тепло: электрическое сопротивление.

О 2040 Энергетика

Мы строим RenewaBoiler — первый тепловой насос для холодного климата, предназначенный для водяных радиаторов.
Релиз продукта намечен на конец 2023 года.

Чтобы следить за нашим прогрессом, подпишитесь на обновления по электронной почте ниже.
(Обещаем уважать ваш почтовый ящик!)

Все, что вам нужно знать о водонагревателях с тепловым насосом – Forbes Home

Большинство домовладельцев редко задумываются о водонагревателях, пока не повернут ручку «H», и из них не выйдет только холодная вода. Хотя эти приборы буквально спрятаны с глаз долой, чтобы вам не приходилось о них думать, придет время, когда придется. Возьмите это у нас: подумайте об этом, прежде чем вам придется.

Если вы это сделаете, вы можете сэкономить немного денег: водонагреватели являются одним из самых неэффективных приборов в вашем доме, согласно Energy. gov, до 18% ваших затрат на электроэнергию приходится на нагрев воды. Но существует высокоэффективная технология нагрева воды в виде водонагревателей с тепловым насосом.

Эти водонагреватели с тепловым насосом не тратят время на сжигание газа для нагрева воды. Вместо этого они используют имеющееся в воздухе тепло и передают его воде. Читайте наше полное руководство о том, как работает водонагреватель с тепловым насосом, о плюсах и минусах, а также о том, что следует учитывать при поиске водонагревателя для дома.

ЭТО РЕКЛАМА, А НЕ РЕДАКЦИОННОЕ СОДЕРЖАНИЕ. Обратите внимание, что мы получаем компенсацию за любые продукты, которые вы покупаете или подписываетесь через эту рекламу, и эта компенсация влияет на ранжирование и размещение любых предложений, перечисленных здесь. Мы не предоставляем информацию о каждом доступном предложении. Информация и суммы сбережений, изображенные выше, предназначены только для демонстрационных целей, и ваши результаты могут отличаться.

Сравните предложения от лучших установщиков водонагревателей

Бесплатно, оценка без обязательств

Найти установщика водонагревателей

Что такое водонагреватель с тепловым насосом?

В отличие от традиционного водонагревателя, водонагреватель с тепловым насосом использует электричество для перемещения имеющегося тепла из одного места в другое, а не непосредственно вырабатывает тепло. Тепловые насосы часто используются домовладельцами для обогрева и охлаждения домов, но их также можно использовать либо в качестве автономной системы нагрева воды, либо в комбинированной системе для горячего водоснабжения и кондиционирования воздуха.

Как работает водонагреватель с тепловым насосом?

Тепловой насос работает почти так же, как холодильник, главное отличие состоит в том, что холодильник поддерживает температуру, а тепловой насос нагревает. В холодильной системе теплый воздух внутри проходит через змеевики, заполненные холодным хладагентом. Хладагент забирает тепло из воздуха и перекачивается через компрессор наружу (обычно за) холодильника, где давление заставляет его испаряться и отдавать тепло обратно в воздух. Продолжая цикл, более холодный хладагент конденсируется и возвращается внутрь холодильника, чтобы начать цикл заново.

Тепловой насос работает точно так же, только наоборот. Вентилятор вытягивает окружающий теплый воздух из любого места, где находится тепловой насос (подвал, подсобное помещение или гараж), и продувает его через ряд заполненных хладагентом змеевиков испарителя. Слегка теплый хладагент прокачивается через компрессор для повышения давления и температуры, а затем проходит через змеевики конденсатора, которые обернуты вокруг резервуара для воды или проходят внутри него. Горячий хладагент передает свое тепло воде, охлаждается, а затем возвращается в змеевики испарителя, где снова начинает свой путь, собирая теплый окружающий воздух.

Водонагреватели с тепловым насосом должны быть установлены в местах, которые могут комфортно поддерживать температуру от 40º до 90 ºF в течение всего года, иначе они не будут работать эффективно или вообще не будут работать. Хорошей новостью является то, что эти типы водонагревателей потребляют около трети электроэнергии стандартных водонагревателей, потому что они используют существующее тепло.

Компоненты водонагревателей с тепловым насосом

Водонагреватель с тепловым насосом на самом деле является относительно простой системой для понимания. Систему можно разбить на девять основных компонентов:

Бак : Как и в стандартном водонагревателе, одним из ключевых компонентов водонагревателя с тепловым насосом является большой бак для воды.
Компрессор : Обычно расположенный в верхней части водонагревателя теплового насоса, компрессор создает давление хладагента внутри змеевиков испарителя и конденсатора, заставляя его расширяться и нагреваться. Это также продвигает его по всей системе.
Испаритель : Змеевики испарителя расположены в верхней части теплового насоса, где они могут собирать теплый воздух, всасываемый вентилятором. Хладагент, который течет внутри, нагревается, сжимается и испаряется, создавая высокое давление и высокую температуру.
Конденсатор : Змеевики конденсатора, расположенные вокруг или внутри резервуара для воды, находятся там, где хладагент теряет давление, охлаждается и снова конденсируется в жидкость. При этом он отдает горячую воду внутри бака.
Вентилятор : Вентилятор, расположенный в верхней части водонагревателя с тепловым насосом, отвечает за втягивание окружающего теплого воздуха из подвала, кладовой или гаража.
Термостаты : Большинство водонагревателей имеют два термостата — один для измерения температуры воды на дне бака, а другой — наверху. Эти термостаты контролируют систему, приказывая ей либо нагреть воду, либо охладить ее (временно прекратить нагрев).
Впускное отверстие для холодной воды: Это впускная труба, по которой поступает холодная вода из основной линии вашего дома.
Выход горячей воды: Это выпускная труба, по которой нагретая вода выходит из водонагревателя и направляется в душ, раковину, стиральную или посудомоечную машину
Слив: Это сливное отверстие в нижней части водонагревателя, если вам когда-нибудь понадобится слить воду из бака.

Типы водонагревателей

Хотя в этой статье мы сосредоточимся на водонагревателях с тепловым насосом, может быть полезно понять различные типы водонагревателей, которые доступны вам.

Обычные накопительные водонагреватели имеют большой накопительный бак, который регулярно наполняет и нагревает воду, обеспечивая ее хранение и готовность в любое время дня и ночи. Эти водонагреватели обычно используют электричество, природный газ или пропан для нагрева воды.

Проточные водонагреватели или водонагреватели по требованию у вас нет резервуара, а вместо этого нагревайте воду прямо на пути по трубам к вашему душе или крану. Если размер соответствует вашему дому, вам никогда не придется беспокоиться о том, что у вас закончится горячее водоснабжение. Если к вам приходят гости, вы можете обнаружить, что ваш водонагреватель не справляется с нагрузкой.

Солнечные водонагреватели используют солнечное тепло для нагрева запасенной воды. Они могут значительно сэкономить домовладельцам на счетах за электроэнергию и полезны для окружающей среды, но медленнее нагревают воду и в среднем заканчиваются намного быстрее.

Водонагреватели с тепловым насосом собирают окружающее тепло из воздуха и сжимают его для нагрева воды, что обеспечивает высокую эффективность и значительную экономию средств по сравнению с другими методами.

Стоимость водонагревателей с тепловым насосом

Одной из самых больших проблем с водонагревателями с тепловым насосом (иногда их называют гибридными водонагревателями) являются первоначальные затраты. Стандартный водонагреватель объемом 50 галлонов может стоить от до 1000 долларов США (не включая установку), в то время как водонагреватель с тепловым насосом может стоить от 1500 и 3000 долларов . К счастью, покупка водонагревателя с тепловым насосом с рейтингом Energy Star может дать вам право на скидки, спонсируемые государством, и федеральные налоговые льготы, а также сэкономить сотни долларов.

После первоначальной стоимости водонагреватель с тепловым насосом сэкономит вам в среднем сотни долларов в год по сравнению с традиционными газовыми или электрическими водонагревателями.

Плюсы водонагревателей с тепловым насосом

Более эффективный

Тепловые насосы значительно более энергоэффективны, чем стандартные водонагреватели, поскольку вместо использования энергии для выработки нового тепла они собирают имеющееся тепло окружающей среды и передают его воде. Эта эффективность может сэкономить вам сотни долларов на счетах за электроэнергию каждый год.

Налоговые льготы и скидки

Учитывая федеральные налоговые льготы и спонсируемые штатом скидки с продаж, энергоэффективные водонагреватели с тепловым насосом могут быть более доступной покупкой, чем ожидает большинство домовладельцев. Хотя первоначальные затраты высоки, большинство домовладельцев окупают водонагреватели с тепловым насосом только в течение первого года.

Экологичность

Поскольку тепловые насосы более энергоэффективны, чем обычные водонагреватели, они потребляют меньше электроэнергии и/или природного газа, что снижает выбросы парниковых газов. По оценкам Energystar.gov, если бы все бытовые водонагреватели были заменены водонагревателями с тепловым насосом, экономия затрат составила бы 12 миллиардов долларов и до 140 миллиардов фунтов выбросов парниковых газов в год.

Минусы водонагревателей с тепловым насосом

Не работает в холодном климате

Поскольку водонагреватели с тепловым насосом получают окружающее тепло из воздуха, они плохо работают, а иногда вообще не работают при более низких температурах. По этой причине в некоторых регионах может быть сложно использовать водонагреватель с тепловым насосом. Некоторые водонагреватели с тепловым насосом используют гибридную систему, которая может включать традиционный электрический нагрев воды, если становится слишком холодно для запуска теплового насоса.

Более высокая первоначальная стоимость

Самая большая проблема водонагревателей с тепловым насосом заключается в более высокой первоначальной стоимости покупки. Эти водонагреватели могут стоить от 1500 долларов США до 3000 долларов США — значительное увеличение с 500 долларов США до 1000 долларов США для обычного водонагревателя. Несмотря на то, что экономия с течением времени может быть намного больше при использовании водонагревателя с тепловым насосом, начальная цена может вывести этот прибор из бюджета для некоторых домовладельцев.

Факторы, которые следует учитывать перед приобретением водонагревателя с тепловым насосом

Перед покупкой водонагревателя с тепловым насосом для дома рассмотрите несколько факторов. Эти факторы помогут вам определить, какой тип водонагревателя с тепловым насосом вам следует приобрести и стоит ли покупать его вообще:

Размер и номинальная мощность в течение первого часа

полезность. Рейтинг первого часа — это количество галлонов горячей воды, которое нагреватель может подать в час (начиная с полного бака горячей воды). Ищите этикетку EnergyGuide на любых новых водонагревателях с тепловым насосом, чтобы определить рейтинг первого часа, и попытайтесь найти модель, которая лучше всего соответствует вашему пиковому спросу. Потребность в час пик — это часовой период наибольшего использования в вашем доме.

Вы можете оценить потребление воды в часы пик, рассчитав часы пиковой нагрузки в вашем доме (вероятно, вставая и готовясь к новому дню) и суммируя среднее потребление для каждого вида деятельности в галлонах. Вы можете найти среднее использование галлонов для каждого вида деятельности в Интернете, но для справки: душ использует около 20 галлонов, бритье может использовать около двух галлонов, посудомоечная машина может использовать семь с половиной галлонов, а стиральная машина может использовать от 15 до 25 галлонов в зависимости от модель.

Энергоэффективность

После того, как вы определились с источником питания и размером водонагревателей с тепловым насосом, которые вам нужны, вы захотите проверить энергоэффективность различных доступных моделей, чтобы убедиться, что вы экономите средства и защищаете окружающую среду. Каждый водонагреватель должен иметь энергетический коэффициент, предоставленный производителем, который представляет собой число, основанное на количестве горячей воды, произведенной на единицу топлива или мощности, потребляемой в течение обычного дня.

Этот номер уравновешивает эффективность рекуперации и потери как в режиме ожидания, так и в результате циркуляции воды в системе. Чем выше число энергетического коэффициента, тем эффективнее водонагреватель, но имейте в виду, что для реального снижения эксплуатационных расходов вам также необходимо учитывать используемое топливо или источник энергии и его стоимость.

Стоимость

Последним фактором, который следует учитывать при выборе водонагревателя с тепловым насосом для дома, является, конечно же, стоимость. Вы должны не только сравнить общую стоимость как установки, так и самого устройства, вы также должны рассчитать предполагаемые эксплуатационные расходы вашего устройства, чтобы определить наилучшее значение. Вы можете использовать это уравнение для расчета предполагаемых эксплуатационных расходов:

365 дней/год x 12,03 кВтч/день ÷ EF (коэффициент энергии) x стоимость топлива ($/кВтч) = годовая стоимость эксплуатации

12,03 кВтч/день представляет собой среднее потребление энергии в день на основе процедуры испытаний Министерства энергетики для водонагревателей для семьи из трех человек. Вы можете найти стоимость топлива в своем счете за электроэнергию, чтобы узнать средние значения для вашего конкретного региона, но средний показатель по США в июне 2022 года составлял 0,154 доллара США за 1 кВтч .

Сравните цены от местных сантехников с самым высоким рейтингом

Бесплатная смета без обязательств

найти сантехника

Стоит ли покупать водонагреватели с тепловым насосом?

Независимо от того, ищете ли вы новый электрический водонагреватель или боретесь с высокими счетами за электроэнергию из-за существующего электрического водонагревателя, вы можете подумать о переходе на водонагреватель с тепловым насосом.

Водонагреватели с тепловым насосом значительно более эффективны, чем традиционные электрические водонагреватели, и могут сэкономить до 330 долларов США в год на счета за электроэнергию, согласно веб-сайту Energy Star Министерства энергетики. В сумме это составляет почти 3400 долларов за средний срок службы водонагревателя с тепловым насосом.

Чем больше людей проживает в вашем доме, тем быстрее накапливаются и эти сбережения. Учтите, что типичный водонагреватель с тепловым насосом объемом 50 галлонов стоит около 1200 долларов США , в то время как традиционный электрический водонагреватель стоит 300 долларов США . В среднем вы погасите разницу всего за три года и сразу после этого начнете значительно экономить на счетах за воду.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Стоит ли приобретать водонагреватель с тепловым насосом?

Да, водонагреватели с тепловым насосом стоят своих денег. Хотя первоначальная стоимость может быть почти в три раза выше, чем у обычного водонагревателя, экономя почти 300 долларов в год, вы быстро окупите любые первоначальные затраты и начнете экономить деньги на счетах за электроэнергию. Кроме того, вы поможете окружающей среде, используя меньше электроэнергии.

Как работает водонагреватель с тепловым насосом?

Водонагреватель с тепловым насосом всасывает теплый воздух из окружающей среды и использует давление для нагрева и испарения хладагента. Этот горячий газообразный хладагент проходит через змеевики, которые окружают или проходят внутри резервуара с водой, заставляя воду нагреваться. Теперь более холодный хладагент снова конденсируется в жидкость и проходит через систему, чтобы начать сначала.

В чем разница между водонагревателем и водонагревателем с тепловым насосом?

В отличие от традиционного водонагревателя, водонагреватель с тепловым насосом не должен самостоятельно вырабатывать тепло. Водонагреватель с тепловым насосом использует окружающее тепло воздуха для нагревания хладагента и, в свою очередь, нагревания воды. Этот процесс, хотя и сложный, является гораздо более эффективным способом нагрева воды.

Ваш дом. Ваши решения. Наша поддержка.

Получите советы экспертов по вашему дому, советы по дизайну, сколько нужно платить профессионалам и наймите экспертов, которые доставляются вам ежедневно.

Спасибо и добро пожаловать в сообщество Forbes Home Improvement!

Я согласен получать информационный бюллетень Forbes Home по электронной почте.