Тепловые насосы год от года набирают популярность в разных странах мира. Широкое распространение, которое они получили в Японии, Швеции, США и других странах, а также совершенствование технических характеристик, заставляют обратить особое внимание на это решение для обогрева домов. Их выгодно отличают простота, надежность, компактность и экономичность.
Тепловой насос – это надежный источник энергии для системы отопления дома. Одновременно он участвует в горячем водоснабжении здания и в некоторых случаях служит источником для системы кондиционирования. Использование накопленного в окружающей среде тепла для выработки собственной тепловой энергии существенно отличает насос от других генераторов, работающих, например, на газе или дизельном топливе.
Среда, из которой извлекается солнечная энергия, может быть разной: грунт, вода, воздух. Практически это означает, что ваш участок, озеро или геотермальный источник вполне подойдут для получения энергии, накопленной в теплые сезоны. От общих энергетических затрат теплового насоса до 80% берется именно из окружающей среды.
Принцип работы мало отличается от используемого в кондиционере или холодильнике, и потому позволяет таким агрегатам работать в условиях, когда температура воздуха на улице меньше нуля. Использование тепловых насосов в климате с мягкими зимами является многократно опробованным и зарекомендовавшим себя решением для отопления домов.
Технически варианты систем могут быть следующими: скважина (в случае использования в качестве источника тепла скалистой породы), земляной контур (трубопровод, зарываемый в грунт ниже уровня его промерзания), водяной контур (трубопровод, укладываемый на дно водоема; один из лучших вариантов), воздушный контур (при использовании рассеянного в воздухе тепла).
Тепловые насосы обладают рядом неоспоримых преимуществ перед другими системами.
Во-первых, это существенная экономия энергии и низкая стоимость эксплуатации системы в целом. КПД, который демонстрирует тепловой насос, намного выше котлов, работающих на распространенных видах топлива. Чтобы можно было сравнивать между собой различные системы тепловых насосов, используют коэффициент преобразования тепла (КПТ). В зависимости от конфигурации системы КПТ может находиться в диапазоне от 2,5 до 5. Это означает, что если характеристика системы равна 4, то на каждый сообщенный установке 1 кВт она отдает 4 кВт тепловой мощности. Разница на выходе для потребителя в данном случае составляет 3 кВт полезной энергии.
Во-вторых, универсальность и повсеместность применения. Поскольку в качестве источника тепла может использоваться даже воздух, то для установки тепловых насосов подойдет практически любое место. В большинстве случаев не составит труда также использовать землю. Актуальность системы, «сердцем» которой служит тепловой насос, становится очевидна, если использование линий электропередач или газопровода затруднено, невозможно или просто невыгодно. Более того, ту малую мощность, которая нужна для работы компрессора насоса, можно получать, используя двигатели (например, дизельные).
В-третьих, тепловые насосы отличает экологичность. Размещение в загородном доме установки, которая станет источником загрязнений, систематически неприятного запаха и проблем со здоровьем, нельзя считать удачным решением. Поскольку тепловые насосы для своей работы используют только электроэнергию, вы снимаете все вопросы с выбросом в воздух и почву вредных газов и соединений (например, кислот). Выбор в пользу «зеленых» технологий – это больше, чем модный тренд, это признак ответственного отношения к своей жизни и жизни своих потомков.
В-четвертых, агрегаты безопасны и просты в эксплуатации. Вы отказываетесь от использования горючих веществ и тем самым снижаете риски, связанные с хранением взрывоопасных веществ, которые могут привести к пожару или взрыву. Источников вредных газов, паров просто нет – как нет и шанса отравиться угарным газом. Работой системы управляет автоматика, которая не требует специального обслуживания. Излишний нагрев, избыточное опасное давление, подробные сложные инструкции и техники эксплуатации при работе с тепловыми насосами – все это отсутствует, потому что агрегат в своем принципе работе ничем не отличается от простейшей холодильной машины.
В-пятых, тепловые насосы малошумны и компактны. Вы расширите полезное пространство своего дома и избавитесь от вибраций, фонового звучания работы системы, то есть практически не будете замечать ее присутствия.
Грунт - Вода
Внешний контур (откуда тепловой насос берет энергию) — грунт или вода.
Внутренний контур (чем обогревается дом) — половое отопление, радиаторы.
Грунт — это, наиболее универсальный источник тепла. Он аккумулирует солнечную энергию и круглый год подогревается, от ядра земли. При этом он всегда способен отдавать тепло вне зависимости от погоды. На глубине уже около 2 метров температура плюсовая в течение всего года, а это именно то, что так необходимо для высокого КПД грунтовых тепловых насосов.
Необходимая энергия собирается теплообменником, заглубленным в землю, и аккумулируется в носителе (незамерзающую жидкость), который затем насосом подается в испаритель и возвращается обратно за новой порцией тепла. В качестве такого переносчика энергии используют незамерзающую жидкость на основе этиленгликоля или пропиленгликоля.
Существует два типа коллекторов: грунтовый коллектор и грунтовый зонд. Выбор зависит от особенностей каждого участка, его площади, геологии и пр.
Грунтовый коллектор (горизонтальный) представляет собой длинную трубу, горизонтально уложенную под слоем грунта. Существуют различные способы укладки горизонтального коллектора, которые зависят, как правило, от площади грунта выделяемого для укладки контура. Грунтовые зонды (вертикальные коллекторы) — это система длинных труб, опускаемых в глубокую скважину (20-150 м). Здесь нужно немного земли, зато требуются дорогостоящие бурильные работы и разрешение на бурение.
Воздух - Вода
Внешний контур (откуда тепловой насос берет энергию) — воздух.
Внутренний контур (чем обогревается дом) — половое отопление, радиаторы.
По универсальности применения в наших климатических условиях этот тип тепловых насосов пока проигрывает другим типам насосов. Несмотря на то, что монтаж этих тепловых насов дешевле, так как не требуется прокладки труб или бурения скважин, но из холодного воздуха много тепла не получишь. Поэтому такие тепловые насосы имеет смысл использовать преимущественно в южных областях, где максимальная температура зимой не опускается ниже -15 °С или использовать испаритель большей площади, что сделает стоимость данного типа насоса по стоимости практически равным земляным тепловым насосам.
Конструктивно тепловой насос ‘воздух-вода’ отличается от теплового насоса ‘вода-вода’ только способом извлечения тепла из окружающей среды. Вместо теплообменника заглубленного в землю (земляного контура), в данном случае на улице установливается моноблок, включающий мощный вентилятор и испаритель.
Воздух - воздух
Внешний контур (откуда тепловой насос берет энергию) — воздух.
Внутренний контур (чем обогревается дом) — Внутренний воздушный блок.
По универсальности применения в наших климатических условиях этот тип тепловых насосов пока проигрывает другим типам насосов. Несмотря на то, что монтаж этих тепловых насов дешевле, так как не требуется прокладки труб или бурения скважин, но из холодного воздуха много тепла не получишь. Поэтому такие тепловые насосы имеет смысл использовать преимущественно в южных областях, где максимальная температура зимой не опускается ниже -15 °С или использовать испаритель большей площади, что сделает стоимость данного типа насоса по стоимости практически равным земляным тепловым насосам.
Конструктивно тепловой насос ‘воздух-вода’ отличается от теплового насоса ‘вода-вода’ только способом извлечения тепла из окружающей среды. Вместо теплообменника заглубленного в землю (земляного контура), в данном случае на улице установливается моноблок, включающий мощный вентилятор и испаритель.