Тепловые насосы - альтернатива обычным котлам
Тепловые насосы становятся все популярнее, ведь их коэффициент полезного действия увеличивается, а стоимость снижается.Принцип работы тепловых насосов
Мировой, да и украинский опыт использования тепловых насосов (ТН) говорит о том, что они – реальная экологическая альтернатива обычным котлам.
Говорит опыт и о том, что неправильные расчет и подход к монтажу могут просто сгубить всю операцию – система будет работать неправильно и недолго.
Понять суть работы ТН достаточно просто, взглянув на обычный бытовой холодильник, который выкачивает тепло от охлаждаемых продуктов наружу и выделяет его в виде довольно горячего потока воздуха от трубчатой панели на задней стенке.
Видео: Экономичное отопление без газа тепловым насосом Mitsubishi Electric Zubadan
Выставив такую панель (теплообменник) наружу или закопав ее в землю, можно собирать окружающую тепловую энергию и передавать для обогрева в помещение. По такому принципу и работает тепловой насос.
Специальный состав-антифриз, называемый также рассолом, проходя по теплообменнику, забирает тепло у источника и передает тепловую энергию во внутренний контур устройства, который в свою очередь отдает ее теплоносителю отопительной системы дома.
Для функционирования теплового насоса требуется электрическая энергия, однако на один затраченный киловатт можно получить от 3 до 7 кВт тепловой энергии.
10 кВт тепловой мощности ТН хватит для дома площадью 150 м , в котором живет 4 человека.
Бурить? Копать? Топить?
Основной критерий для классификации теплового насоса – комбинация источника и конечного потребителя тепла в системе.
В зависимости от этого тепловые насосы бывают следующих видов: «вода-вода», «вода-воздух», «грунт-вода», «грунт-воздух», «воздух-вода» и «воздух-воздух».
То есть тепловые насосы берут тепло из воды, грунта, воздуха и передают его отопительной системе с водным или воздушным теплоносителем.
ВОДА. Насосы могут брать тепло изприлегающего озера или из грунтовых вод. В первом случае трубопровод для получения тепла оснащают грузиками и укладывают на дно (главное, чтобы вода полностью не промерзала).
Один метр трубопровода обеспечивает порядка 30 Вт тепловой мощности, то есть для получения 10 кВт нужно уложить около 300 м труб.
Если водоема нет, можно выкопать пару колодцев для добычи грунтовой воды. Из одного погружным насосом свежая вода будет выкачиваться и подаваться в теплообменник ТН, в другой колодец будет сливаться отработанная.
Благодаря постоянной температуре в 8-10 º-С, грунтовые воды обеспечивают наилучшую теплоотдачу. Но такой системе нужны фильтры и насос, которые требуют чистки и обслуживания.
ЗЕМЛЯ. Значительно большее распространение получили геотермальные тепловые насосы, использующие энергию грунта. При этом применяют два варианта теплообменника (или внешнего контура устройства).
В первом случае это коллектор, то есть змеевик из полиэтиленовых труб, уложенных под землей на глубине порядка 1-1,5 м.
Тепловая мощность 1 м трубы составляет около 15-20 Вт.
Учитывая минимальное расстояние между трубопроводами (0,8 м), для обеспечения дома 10 кВт тепловой мощности нужно проложить 350-450 м труб, что займет площадь примерно в 400 м .
Во втором случае те же трубы опускают в глубокую скважину в виде зонда. Чем больше диаметр труб, тем лучше осуществляется отбор тепла, однако одновременно с этим увеличивается и стоимость системы.
В среднем 1 м трубы в скважине обеспечивает 20-25 Вт тепловой мощности. Соответственно, чтобы получить 10 кВт, нужна одна скважина на 150 м или три по 50 м.
Видео: 4. Тепловой насос - преимущества и основные плюсы
Статистика продаж свидетельствует о популярности именно второго варианта, и это вполне объяснимо: для коллектора требуется наличие свободного участка, площадь которого должна быть не меньше отапливаемой, причем всю эту территорию нельзя ни застраивать, ни засаживать деревьями.
Да и стабильность температуры грунта в этом случае оставляет желать лучшего – даже ниже температуры промерзания колебания в зимний период вполне возможны.
Видео: Инструкция по монтажу воздушного теплового насоса DanHeat. Часть 2
ВОЗДУХ. Тепловой насос, использующий энергию воздуха (или аэротермальный), напоминает кондиционер.
Здесь также есть два блока, причем внешний можно расположить не только на стене или крыше дома, но и в отдалении на участке.
Производители допускают протяженность теплотрасс между блоками до 50 м.
Внутренний блок отопительной системы устанавливают в топочной или другом хозяйственном помещении, хотя поскольку он издает минимальный уровень шума, его можно поставить даже рядом со спальней.
Воздушные ТН выигрывают у геотермальных в вопросе стоимости, причем дешевле обходится не только оборудование, но и его установка, так как нет надобности в дорогостоящих земляных работах и многометровых трубах грунтовых теплообменников.
Более того, устанавливать такой тепловой насос могут не только специализированные фирмы, но и конторы, занимающиеся монтажом кондиционеров.
Раньше воздушный тепловой насос эффективно работал лишь при температуре окружающего воздуха не ниже -3 – -8 °С.
Теперь теплопроизводительность современных моделей снижается только при наружной температуре -15 °С, но и до -25 °С остается достаточной для обеспечения обогрева.
