Энергоэффективная модернизация дома. Выбор и установка теплового насоса
Хотя тепловой насос большую часть греющей энергии берет из окружающей среды, для обеспечения его работы нужна электроэнергия. Однако, потребляя 1 кВт электрической энергии, тепловой насос может вырабатывать в 3 - 5,5 раз больше тепловой энергии.Видео: Тепловой насос для дома: обзор Neoclima AQUAIR
Характеристики объекта
Первый и наиболее важный параметр, который должен быть правильно оценен потенциальным заказчиком теплового насоса (ТН) – качество утепления здания. Когда речь идет о новом строительстве, надо сразу вести его в соответствии с современными требованиями. В старом доме следует обязательно выполнить мероприятия по его улучшению: утеплить стены и перекрытия, проверить или заменить окна, а также входные двери. Удельные теплопотери не должны превышать 60 Вт/м2. Слабо изолированное строение с негерметичными окнами и дверями сведет на нет преимущества использования любых возобновляемых источников энергии.
Видео: Тепловой насос DanHeat воздух-вода месяц работы на морозе
Второй по значимости вопрос – какая система отопления необходима или уже установлена? ТН всех типов относятся к категории низкопотенциального оборудования. Традиционные газовые котлы нагревают теплоноситель до температуры порядка 50-80 °С, а ТН обеспечит подачу до 50-60 °С. Но наилучшей эффективности использования последнего можно достичь при нагреве теплоносителя до температуры в 30-40 °С. Чтобы вложенные в возведение или переоборудование здания средства были оправданы, отопление должно быть низкотемпературным.Это могут быть радиаторы большего размера, рассчитанные на протекание теплоносителя с температурой порядка 40 °С. Но намного лучше покажут себя водяные теплые полы. А самой эффективной можно считать систему, сочетающую фанкойлы (блоки-теплообменники, которые с помощью встроенного вентилятора передают тепловую энергию от нагретой воды к воздуху) и напольный обогрев. Причем в ряде помещений (например, в комнате с окнами на юг) можно обойтись только теплым полом. Тем более что большая часть моделей современных ТН может работать и в реверсивном режиме, то есть охлаждать помещение летом. Наиболее эффективны в этом случае тоже фанкойлы. В сочетании с ними летом ТН превращаются в подобие кондиционеров.
Видео: Воздушный тепловой насос при -20 градусах по цельсию
Оценка участка
Если требования к строению в равной степени относятся ко всем видам ТН, то показатели приусадебной территории могут сыграть главенствующую роль в выборе оборудования. Так, необходимо понять, есть ли возможность выполнять буровые работы на участке, каковы геодезические и геологические характеристики почв и достаточно ли свободного пространства для бурения скважин или укладки горизонтального коллектора. Полноценную проверку может выполнить только опытный специалист с привлечением необходимого оборудования, учетом почвенных и рельефных карт местности, расположения грунтовых вод, проб грунта и т. д. Тем не менее, общие правила можно оценить самостоятельно.
Например, минимально допустимое расстояние между скважинами составляет не менее 6 м. На большей части территории страны суммарная глубина скважин должна быть равной порядка 450-500 м. Исходя из характеристик грунтов, их чаще всего пробуривают на глубину 50-80 м. Несложный арифметический расчет показывает, что для обеспечения полноценного отопления частного дома придется пробурить 6-10 скважин. Значит, нужен свободный периметр длиной 35-60 м или участок площадью 70-100 м2. Суммарная длина труб горизонтального коллектора для тех же условий также должна составлять порядка 500 м. Их можно уложить в несколько контуров с шагом около 1 м друг от друга. Но и в этом случае требуется наличие свободного пространства довольно большой площади. Если вокруг дома нет достаточной территории, то геотермальный ТН (как грунтовой, так и водный) не подойдет. А для монтажа теплоприемника водяного теплового насоса по дну надо, чтобы водоем никогда не промерзал до самого дна. Только при этом условии можно получить достаточное количество тепла для обогрева здания. Универсальными являются только воздушные тепловые насосы. Их можно устанавливать в любых здания и на любых участках.
Численный подсчет
Для хорошо изолированного дома общей площадью 100-200 м2, где постоянно проживают три-четыре человека, понадобится установка отопительного прибора мощностью порядка 6-14 кВт. ТН с такой производительностью будет стоить порядка 4000-8000 евро (в среднем около 600 евро за 1 кВт тепловой мощности). Причем цена на все виды насосов примерно одинакова.
А вот расходы на установку разнятся значительно. За проектные, инженерные, буровые и инсталляционные работы, необходимые для подключения геотермального ТН, придется заплатить примерно 6000 евро. В общем, затраты на монтаж грунтового прибора чаще всего примерно соответствуют его стоимости. Для водного насоса в случае укладки коллектора на дно водоема они составят от 60 до 80 %, то есть в денежном выражении речь может идти о 3000-5000 евро. Чтобы подключить воздушный тепловой насос, нужно отдать не более 5-10 % от его цены, или 500-600 евро.
Самые низкие эксплуатационные расходы у геотермальных грунтовых ТН. За отопительный период они составят примерно 100 евро. За год (то есть с учетом отопления зимой и охлаждения летом, а также круглогодичной подачи горячей воды) – 200-300 евро. Работа водного оборудования стоит чуть больше. Речь может идти о сумме порядка 100-150 (отопление) и 250-350 евро (за год). Наконец, для воздушного ТН расходы на эксплуатацию наибольшие и находятся в пределах 150 и 400 евро соответственно. Всюду приведены примерные цифры, которые помогают сориентироваться и иметь представление о диапазоне будущих затрат. При обращении в профильную инженерную компанию можно получить точный расчет, касающийся конкретного здания.
Так или иначе, но ТН – недешевое оборудование. Рассчитывать на быструю отдачу вложенных средств не стоит. Да и не следует. Цель установки ТН в ином - это инвестиции в будущее. Сравнить их можно с вложениями в образование. Потратив деньги сейчас, можно получить надежное и долговечное отопление жилища на долгие годы. Расчетное время службы ТН составляет 30 лет. И весь этот период затраты на обогрев будут значительно ниже, чем при использовании других источников тепловой энергии. Причем важно понимать, что эффективность вложений будет более очевидной, если планируется применение ТН в реверсивном режиме – т.е., и для охлаждения помещений летом.
Видео: Технологии пассивного домостроения. Инженерные коммуникации // FORUMHOUSE
Функциональный выбор
В зависимости от определенных параметров частного дома, приусадебного участка и окружающей территории, можно привести следующий алгоритм соответствия видов ТН характеристикам объектов.
Воздушный ТН следует выбирать, если:
- в доме уже установлен и надежно функционирует газовый котел. В дальнейшем он будет работать в качестве дополнительного обогревателя в самые морозные дни;
- наоборот, дом находится в районе, где отсутствует газификация или не осуществлено подключение здания к газовой магистрали, а характеристики энергосети позволяют выделить запас в 5-10 кВт электроэнергии. Они понадобятся для работы электронагревателя во время пиковой нагрузки;
- в зданиях любых типа и расположения при невозможности единовременно затратить двукратную сумму на приобретение и монтаж грунтового оборудования.
Водный ТН можно назвать оптимальным вариантом, если:
- на участке или рядом с ним имеется естественный водоем достаточных объема и глубины.
Грунтовой ТН подойдет для тех случаев, когда:
- есть возможность оплатить дополнительные буровые и инженерные работы с тем, чтобы получить надежное и эффективное оборудование сразу на много лет вперед;
- характеристики участка позволяют бурить скважины и есть достаточно места для этого;
- энергосистема в районе не обеспечивает достаточной мощности. Плюс надо помнить о том, что в частном доме и так работает значительное число энергозависимой бытовой техники.
Внимание к монтажу
Тепловой насос – достаточно сложная система. В одиночку ее точно не подключить. Надо привлекать профессиональных специалистов. Правда, монтаж аэротермального ТН смогут осуществить сотрудники кондиционерных компаний. Но лучше заказать услуги в той же фирме, что реализует оборудование. А вот с геотермальными моделями грунтового или водного типа справятся только специализированные предприятия. Ведь дополнительно понадобятся геологи, бурильщики, сантехники и электрики. Не лишним будет проконтролировать качество выполняемых работ. Все трубопроводы лучше соединять посредством не резьбовых соединений, а более надежных электросварных муфт. Кроме того, места их ввода в дом требуют утепления. А оборудование надо заземлить и защитить устройством защитного отключения.
