Тепловые насосы - альтернатива обычным котлам®

Казавшиеся еще совсем недавно экзотикой тепловые насосы все более активно входят в привычный обиход. С ростом их эффективности и снижением стоимости изготовления и эксплуатации происходит их массовое внедрение для решения проблем с теплоснабжением домовладений. Все чаще и чаще тепловые насосы становятся серьезной альтернативой обычным нагревательным котлам.

Принцип функционирования теплового насоса известен давно. Тем не менее требует определенных знаний и умений для проектирования и создания действующего и эффективно работающего ТН для обогрева дома.

Как он работает

Наиболее массовым тепловым насосом, с которым сталкивались все современные люди, является обычный холодильник. Его предназначением является выкачивание тепла из продуктов (с целью охлаждения или заморозки) и сброс его в окружающее пространство с помощью радиатора на задней стенке этого агрегата. При этом тепловой энергии радиатор выделяет больше, чем затрачивает электрической. Поэтому и говорят, что КПД теплового насоса выше 100%.

Если поменять холодильную камеру и радиатор местами, а из холодильника сделать дом, то можно откачивая тепловую энергию с улицы в дом, согревать его содержимое. Затрачивая на работу компрессора 1 кВт электрической мощности, можно получать 3-7 кВт тепловой – именно таков принцип работы оборудования. И в этом его выгода в сравнении с электрическим нагревателем.

Для поддержания комфортной температуры в нормально утепленном доме площадью 150 м2 необходим насос для домашнего отопления, имеющий примерно 10 кВт тепловой мощности.

Типы источников тепла

Оборудование различают по виду используемой в нем комбинации источника тепла, это:

• вода-вода;
• вода-воздух;
• грунт-воздух;
• грунт-вода;
• воздух-вода;
• воздух-воздух.

Забирая тепловую энергию из водоема, земли или окружающей среды, насос передает его в систему обогрева, применяющую в качестве теплоносителя воду или воздух.

Вода

Если рядом с домостроением есть водоем тепло можно качать из него. Для этого на дно озера (незамерзающего зимой) укладывают трубопровод, который будет поставлять тепло. Его длина рассчитывается исходя из того, что 1 погонный метр трубы дает около 30 Вт. Для обогрева дома в 150 м2 необходимо разместить на дне трубопровод общей длиной около 300 м.

При отсутствии водоема его можно заменить двумя скважинами. С помощью погружной помпы вода будет прокачиваться через теплообменник ТН из одного колодца в другой. Грунтовые воды имеют одинаковую температуру (около 9оС) и зимой и летом, что позволяет эффективно использовать этот источник. Но потребуется фильтр, который надо периодически чистить, и дополнительный насос.

Земля

Тепловые насосы, использующие тепло земли, - более распространенные. В них используют теплообменник двух видов:

1. Закопанный на глубину 1-1,5 метра змеевик, сваренный из ПВХ-труб. Каждый погонный метр устройства позволяет собирать 15-20 Вт тепла. В итоге, для получения 10 кВт требуется собрать (и разместить под землей) конструкцию из труб длиной около 0,5 км. Площадь такого змеевика составит около 400 м2.
2. Трубы опускают в вертикально пробуренную скважину. Использование труб более широкого диаметра увеличивает сбор тепла с каждого погонного метра. Для получения требуемых 10 кВт, будет необходима одна скважина глубиной 150 м или 3 по 50 м.

Второй вариант более популярен у заказчиков. Это объясняется необходимостью большого свободного участка земли для размещения коллектора, на котором нельзя будет ничего строить и размещать (для обеспечения доступа с целью ремонта). Плюс в холодные зимы увеличивается глубина промерзания и снижается теплосъем. А на теплоотдачу в скважине температура снаружи никак не влияет.

Воздух

Устройство, берущее тепло из окружающей атмосферы, конструктивно схоже с кондиционерной сплит системой. Оно тоже имеет два блока, которые допускается располагать на расстоянии до 50 м друг от друга. Внутренний блок теплового насоса размещают в доме (в хозяйственном помещении), а внешний – на стене дома, крыше или даже на другой стороне участка.

Данные ТН наиболее выгодные по стоимости приобретения, а главное по затратам на монтаж, поскольку они не требуют масштабных земляных работ. Их устанавливают даже фирмы, специализирующиеся на монтаже систем кондиционирования.

Ранее, их использование сдерживал тот факт, что они могли работать только при внешней температуре до -3оС. С развитием новых технологий эту проблему удалось решить. Современные модели тепловых насосов могут эффективно работать и при 15-25 градусных морозах. О преимуществах применения ТН читайте здесь.

Источник