Exterio05.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тепловой насос для отопления дома. вся правда об эффективности

Тепловые насосы для дома: особенности технологии, сфера применения и стоимость оборудования

Земля – источник неисчерпаемой тепловой энергии, применение которой в быту экологично и экономно.

Нашим подписчикам — скидки на товары для отопления и водоснабжения.

Источником тепла для насосов типа «рассол/вода» является постоянно положительная температура земли.

Источником тепла для насосов типа «вода / вода» являются грунтовые воды.

Тепловые насосы успешно используются в быту и промышленности в Европе и США уже более 25 лет. Их особенность состоит в преобразовании так называемого низкопотенциального тепла окружающей среды: земли, воды, воздуха. На российском рынке эта экологичная технология получила распространение сравнительно недавно.

Экспериментальные поселки, которые отапливались при помощи тепловых насосов, существовали еще в Советском Союзе. То, что было смелым экспериментом в двадцатом веке, в двадцать первом – вошло в практику.

Что такое тепловой насос и принцип его работы?

Тепловой насос представляет собой электрическое оборудование, которое вырабатывает тепло из окружающей среды и доставляет его в назначенное место. Нельзя сказать, что эта технология нова, она уже десятилетиями активно используется по всему миру. Кстати, самыми известными примерами использования этой технологии являются ставшие уже привычными кондиционеры и холодильники.

Устройство воздушного теплового насоса (воздух-вода)

Остановимся подробнее на принципе действия этого оборудования. Тепловые насосы вырабатывают тепло, прогоняя жидкость под названием хладагент через цикл «испарение-конденсация». Компрессор гонит хладагент по теплообменным трубкам. В одной части теплообменника при низком давлении хладагент испаряется, вытягивая тепло из окружающей среды. В другой части теплообменника хладагент конденсируется при высоком давлении, и при этом происходит выделение тепла, набранного в предыдущем этапе цикла. Холодильники и кондиционеры – это тепловые насосы, работающие только в режиме охлаждения. Так, кондиционер вытягивает тепло из воздуха внутри помещения и перемещает его наружу. При этом цикл работы теплового насоса является обратимым, что позволяет обеспечивать круглогодичный температурный контроль в доме: отопление — зимой и охлаждение – летом.

Воздух — вода тепловой насос JUNKERS

Поскольку земля и воздух снаружи дома всегда содержит некоторое количество тепла, тепловой насос может отапливать помещения даже в холодный, зимний период. Ведь в действительности, воздух при температуре –18°C содержит около 85 процентов от того количества тепла, которое находится в воздухе при температуре 21°C. Воздушный тепловой насос впитывает тепло снаружи здания даже зимой и выталкивает тепло летом. Сегодня этот тип насосов является наиболее популярным на рынке. Тем не менее, тепловые насосы типов земля-вода и земля-воздух, также называемые геотермальными, которые берут тепло из земли или грунтовых вод, также получают повсеместное распространение.

Табл. 1. Наиболее известные фирмы-производители тепловых насосов различных типов.

Фирмы, предлагающие тепловые насосы типа:

Перечень приведенного оборудования очень приблизителен; фирмы или бренды, указанные в таблице, часто выпускают не один, а несколько типов тепловых насосов с различными принципами действия и техническими характеристиками.

Устройство геотермального теплового насоса

Цены наиболее бюджетных и малопроизводительных насосов типа воздух-воздух могут начинаться с нескольких десятков тысяч рублей. И напротив, мощные, высокотехнологичные модели геотермальных насосов, вытягивающих энергию из воды и земли, могут стоить сотни тысяч рублей. А помимо затрат на закупку самого оборудования для этих моделей очень велики могут быть затраты на подготовительные строительные работы, бурение скважин, установку и наладку, которые осуществляются только специализированными монтажными организациями.

Геотермальный тепловой насос

Отопление частного дома тепловым насосом

Современные системы для отопления частного дома

  1. Самый простой вариант – централизованное теплоснабжение. Скажем сразу о недостатках: зимой – неконтролируемая жара, забитые радиаторы, частые аварии теплосетей. Дальше – больше. Лето — без горячей воды. Хочешь – ставь кондиционер, не хочешь – дыши через форточку. А коммунальные платежи растут как снежный ком.
  2. Автономное отопление частного дома электрокотлом. Даже при устройстве теплых полов, при все-таки возросших тарифах на электроэнергию, эксплуатация электрокотлов очень дорогая. Не очень спасают и многотарифные счетчики.
  3. Индивидуальное отопление частного дома газовым котлом – наиболее частый выбор. При нынешних тарифах на газ содержание двух- или трехэтажных коттеджей и особняков обходится особенно дорого. Не секрет, что часто отапливается не весь дом, а только несколько комнат, где находятся жильцы дома. О проблемах неотапливаемых помещений не стоит упоминать. Если экономишь газ, то понятие «холодные зимы» знакомо теперь многим не понаслышке. Посидеть у камина – теперь не просто уютное времяпрепровождение.
  4. Твердотопливный котел, в смысле платежей, – дело выгодное, если есть топливо. А с ним все больше головных болей. Да и постоянная забота по обслуживанию: чистка золы, загрузка, влажность топлива, запас на зиму, уход за дымоходом… В общем – много забот, и забудем об экологии. О кондиционировании летом приходится заботиться отдельно.
  5. Тепловой насос для отопления дома становится не просто экзотической отопительной технологией, а наиболее актуальным, выгодным и желанным решением. Поскольку он, что самое главное, потребляет в несколько раз меньше электроэнергии, чем электрический котел. И при сравнении с газовым отоплением, при стремительно растущих газовых тарифах, тепловой насос для дома — несравненно, в несколько раз экономичнее, особенно для большой площади. Подробнее о том, что такое тепловой насос и его нюансы, можно прочитать по ссылке.

10 причин, почему тепловой насос самое оптимальное и выгодное решение

  1. Использование альтернативных источников тепловой энергии для отопления дома – общепринятый приоритет во всех европейских странах.
  2. Платишь за 1 кВт, а получаешь на отопление и ГВС, благодаря инновационным технологиям, 4-5 кВт тепла. Что может быть выгоднее?
  3. Для нового проекта – нет варианта лучше. Самый перспективный вид отопительного оборудования в применении и развитии в ближайшем будущем – это тепловой насос.
  4. Наилучшая интеграция в другие системы отопления (в построенных домах). Максимальная тепловая нагрузка падает на ТН, а газовый или твердотопливный котел, остается в резерве.
  5. 3 функции в одном агрегате: отопление, охлаждение и нагрев бытовой воды. Как опция – нагрев воды для бассейна.
  6. Наивысший уровень комфорта. Ни один из других видов отопительного оборудования не обеспечит такой уровень комфорта с точным поддержанием задаваемых пультом показателей температуры в доме.
  7. Самые экономные затраты на отопление и горячее водоснабжение (ГВС).
  8. Современные интеллектуальные методы управления и программирования режимов работы ТН.
  9. Инновационные технологии управления – производство тепла/холода и горячей воды в строгой зависимости от величины нагрузки, и не больше.
  10. Экологическая чистота, долговечность и безопасность теплонасосного оборудования.

Как работает тепловой насос?

Какие есть типы тепловых насосов, в чем их особенности?

Плюсы: Прослужит немного больше лет, чем другие типы, так же практически не создает шума при работе, и является наиболее надежным и эффективным типом для отопления, работает в любое время года с наиболее высоким COP, так как земля всегда имеет положительную температуру.

Минусы: Само собой, на обустройство системы коллекторов для теплообмена потребуется почти столько же средств, как и на покупку теплового насоса. Плюс к этому, нужно будет приложить массу усилий для того, чтобы сделать нужные траншеи, пустить туда множество зонтов, наладить систему — много времени, много задействованных людей, много бюджетных средств. Более того, производители часто указывают коефициент СОР при использовании системы в идеальных условиях, но совсем не учитывают, что такой тип ТН потребляет много электричества при работе скважинных насосов, а ведь из-за высокого энергопотребления скважин снижается показатель СОР.

Читать еще:  Топ-10 лучших напольных газовых котлов для отопления + отзывы покупателей

Оптимальным считается забор воды с глубины 10-15м. Выполнять буровые работы должны только квалифицированные специалисты лицензированных организаций. Для использования тепла недр могут потребоваться разрешения от соответствующих ведомств. Для воды необходима фильтрация и отсутствие угрозы образования осадков.

Плюсы: По стабильной продуктивности круглый год это оборудование несколько эффективнее, чем воздушные тепловые насосы.

Плюсы: Отопление дома тепловым насосом воздух-вода — наиболее перспективный выбор системы теплоснабжения для вновь строящегося дома. Это самый экологически передовой способ для полного комфорта летом и зимой. Такие ТН обеспечивают не только обогрев, но и охлаждение дома. Это самый экономный вариант для нагрева воды для быта или в бассейне.

Минусы: Уступает по эффективности другим видам тепловых насосов, обрабатывает несколько меньше тепловых масс, но эта разница совсем незначительная. А забот при этом намного меньше, ведь Вы сможете установить систему за несколько часов. При слишком сильных морозах, энергоэффективность теплового насоса воздух-вода падает. Но так случается практически с каждым оборудованием, которое работает на альтернативных источниках тепла. Зато при среднестатистической зимней температуре такой тип работает с такими же показателями, как и другие типы тепловых насосов.

Итоги

Выбор модели теплового насоса зависит от цели проекта, возможностей и характеристик места установки, финансовых инвестиций и энергетических лимитов подведенной сети.

Стоимость теплового насоса воздух-вода, с учетом всех монтажных работ и элементов, составляет примерно 6650 евро. А установка котла со всеми разводками и деталями — немножечко меньше. Но при этом, тепловой насос окупится за парочку лет, а котел не окупится никогда — он будет постоянно тянуть на себя расходы, особенно, если это газовый котел. А при твердотопливном котле — мало того, что придется вырубать лес, портить нашу экологию, засорять атмосверу планеты, это еще и включает в себя регулярное обслуживание и подкидывание топлыва трижды в день. Приобритайте тепловые насосы — заботьтесь об экологии и своем времени/бюджете. Вы можете ознакомится с точными расчетами по стоимости и окупаемости теплового насоса здесь.

Для умеренных климатических условий Украины воздушные тепловые насосы – самый выгодный в плане инвестиций, экономности платежей, скорости окупаемости, универсальности монтажа и функциональности вариант теплонасосного оборудования. Участвуя в программах стимулирования внедрения энергоэффективных проектов, типа IQ-energy и других, реализовать мечту о приобретении и установке такого передового оборудования намного проще.

Тепловой насос «воздух-вода» — реальные факты

Этот вид теплового оборудования вызывает массу споров. Пользователи делятся на два лагеря. Одни считают, что, для отопления дома, ничего лучше не придумано. Другие полагают что, из-за дороговизны тепловых насосов (ТН) и суровых климатических условий во многих регионах РФ , первоначальные вложения не отобьются. Выгоднее положить деньги в банк, а, на полученные проценты, отапливать дом электричеством. Как всегда, истина посередине. Забегая вперёд скажем, что, в статьеречь пойдёт только о тепловых насосах «воздух-вода». Сначала немного теории.

Источники тепла для теплового насоса:

  • воздух;
  • вода;
  • земля.

Важный момент:Тепловой насос не производит тепло. Он перекачивает тепло из внешней среды к потребителю, но, чтобы тепловой насос функционировал, требуется электричество. Эффективность работы теплового насоса выражается в соотношении перекаченной тепловой энергии к потреблённой из электрической сети. Эта величина называется коэффициент трансформации теплоты COP (coefficient of performance). Если в технических характеристиках теплового насоса заявлено, что COP = 3, то, это означает, что ТН перекачает в три раза больше тепла, чем «возьмёт» электричества.

Кажется, что вот оно, — решение всех проблем — условно говоря, потратив за один час 1 кВт электричества мы, за это время, получим 3 киловатт-часа тепла для системы отопления. В действительности, т.к. речь идёт о воздушных тепловых насосах с внешним блоком, установленным снаружи дома, коэффициент трансформации за отопительный сезон будет варьироваться в зависимости от температуры на улице. В сильные морозы (-25 — -30 °C и ниже) СОР воздушника падает до единицы.

Это останавливает загородных жителей от установки тепловых насосов «воздух-вода» — оборудования, в котором перекаченное тепло используется для нагрева жидкого теплоносителя. Люди считают, что для наших условий — не южных регионов страны, лучше всего подходят геотермальные тепловые насосы с закопанным в землю грунтовым теплообменником — системой труб, уложенных горизонтально или вертикально.

Я часто сталкиваюсь с мифом, что тепловой насос «воздух-вода» неэффективен в морозы, а вот геотермальный ТН — самый то. Сравните коэффициент трансформации теплоты оборудования весной. Геотермальный контур после зимы истощен. Хорошо если там температура около 0 градусов. А вот воздух уже достаточно прогрет. Потребность в тепле уменьшается, но не пропадает летом, т.к. горячее водоснабжение нужно круглый год. Геотермальные ТН отлично подходят для регионов с суровой зимой и длительным отопительным периодом. Для Южного федерального округа и Московской области ТН «воздух-вода» показывает сравнимый с геотермальником среднегодовой СОР.

Преимущества и недостатки тепловых насосов

Отопление загородного дома тепловым насосом имеет как положительные, так и отрицательные стороны. Одним из основных преимуществ отопительных систем является экологичность. Также тепловые насосы экономичны, в отличие от других обогревателей, потребляющих электроэнергию. Так, количество вырабатываемой тепловой энергии в несколько раз больше потребляемого электричества.

Тепловые насосы отличаются повышенной пожаробезопасностью, их можно использовать и без создания дополнительной вентиляции. Так как система имеет замкнутый контур, финансовые траты при эксплуатации сведены к минимуму – платить приходится лишь за потребляемую электроэнергию.

Применение тепловых насосов также позволяют охлаждать помещение летом – это возможно благодаря подключению к коллектору фэн-койлов и системы «холодный потолок».

Эти устройства надежны, а управление процессами работы полностью автоматическое. Поэтому для эксплуатации тепловых насосов не требуются особые навыки. Немало значение имеют и компактные размеры устройств.

Основной недостаток тепловых насосов:

  • высокая стоимость и значительные затраты на монтажные работы. Сконструировать отопление тепловым насосом своими руками вряд ли получится, не имея специальных знаний. Чтобы вложения окупились, потребуется не один год;
  • срок эксплуатации устройств составляет примерно 20 лет, после этого высока вероятность того, что потребуется проводить капитальный ремонт. Это тоже обойдется недешево;
  • цена тепловых насосов в несколько раз превышает стоимость котлов, работающих на газу, твердом или жидком топливе. Немало денег придется выложить и за бурение скважин.

Но с другой стороны, тепловым насосам не требуется регулярное обслуживание, как в случае с многими другими отопительными приборами. Несмотря на все достоинства тепловых насосов, они до сих пор мало распространены. Это связано, в первую очередь, с высокой стоимостью самого оборудования и его установки. Удастся сэкономить лишь в случае создания системы с горизонтальным теплообменником, если выкапывать траншеи самостоятельно, но на этой уйдет не один день. Что же касается эксплуатации, то оборудование оказывается весьма выгодным.

Читать еще:  Виды русских печей - классификация конструкций для дачного дома

Тепловые насосы – это экономичный способ обогрева зданий, который не наносит вреда окружающей среде. Они не могут получить широкого распространения из-за высокой стоимости, но в будущем ситуация может измениться. В развитых странах тепловыми насосами пользуются многие владельцы частных домов – там правительство поощряет заботу об экологии, и стоимость такого вида отопления невысока.

Типы тепловых насосных систем

Исследователи и конструкторы теплонасосных установок разработали несколько вариантов отбора тепла у природы: из грунта, из воды и даже из воздуха. Практический интерес для российских дачников представляет случай съема тепла из грунта — прямо из земли садового участка.

При этом тепловая энергия грунта отбирается теплоносителем (обычно это незамерзающая жидкость на основе пропиленгликоля или этиленгликоля) первого контура. Известны два типа грунтовых теплообменников: горизонтальный коллектор и геотермальный зонд.

Горизонтальный грунтовый коллектор

Это система труб, уложенных на глубине ниже уровня промерзания (то есть около 2 м) в специально вырытые траншеи. Трубы могут соединяться последовательно или параллельно, располагаться в одной плоскости или даже образовывать пространственную спираль.

Параметры такого теплообменника зависят от длины труб, которую рассчитывают исходя из:

  • потребной мощности насоса,
  • грунта данного места (влажный — лучше),
  • уровня солнечной радиации и т.д.

В любом случае площадь, занимаемая таким коллектором, сравнительно велика. В средней полосе России примерное значение тепловой мощности, приходящейся на 1 погонный метр трубы теплообменника, составляет 20-30 Вт. Это означает, что для обеспечения теплом коттеджа площадью около 50 кв. м потребуется коллектор площадью 150-200 кв.м.

На площадке, под которой располагается коллектор, можно сажать кусты и деревья, устанавливать малые архитектурные формы (беседки, перголы и арки, садовые скульптуры, стационарные садовые светильники и т.д.). Но какая-либо серьезная застройка там запрещена. Такой запрет позволяет тепловым «запасам» грунта, остывшего за зиму, восстанавливаться естественным путем. А это происходит в том числе за счет летних дождей. Поэтому ничто не должно препятствовать проникновению влаги в почву. Так что «энергетическое поле» вашего участка будет представлять собой только садово-огородный ландшафт, даже без теплиц.

Вертикальный коллектор, или геотермальный зонд

Вертикальный коллектор — другой тип грунтового теплообменника. Он представляет собой вертикальную скважину глубиной 30-100 м (иногда и более), в которой размещается U-образный или коаксиальный (труба в трубе) теплообменник.

У него есть и другое название — геотермальный зонд.

Важнейшее преимущество вертикальных грунтовых теплообменников — в том, что для их устройства требуется минимальная площадь.

Два примера применения тепловых насосов

1. Один из лучших примеров на территории России — «Активный дом» под Москвой. Он сооружен в 2011 году и стал поистине символическим объектом в области энергоэффективности дачного строительства.

В нем установлен тепловой насос, использующий 33% раствор этиленгликоля, который циркулирует в коллекторах охлаждения скважного исполнения. Для их производства на придомовом участке в шахматном порядке пробурили 8 скважин глубиной до 30 м.

В этом примере есть один очень важный, можно сказать решающий параметр: здесь четко определен радиус действия скважного модуля в 6 м. То есть одна скважина должна отстоять от другой не менее, чем на 12 м.

Главное достоинство установки — пресловутый расход 1 кВт⋅ч поступающей извне мощности для получения 3-4 кВт⋅ч тепловой энергии.

Серьезный недостаток таких теплообменников — немалая стоимость буровых работ, приближающаяся к цене импортного оборудования.

Тем не менее, в Московской области большинство установок приходится на долю тепловых насосных систем именно с вертикальными грунтовыми теплообменниками.

На видео ниже вы можете посмотреть, как вообще происходит бурение скважин и закладка в них геотермальных зондов:

2. Еще один пример, на этот раз из Набережных Челнов. Компания Rockwool построила там энергоэффективный дом Natural Balance общей площадью 186 кв. м.

Отопление и горячее водоснабжение в этом доме обеспечивает тепловой насос. На приусадебном участке пробурили десять скважин глубиной по 35 м, в которые опустили теплообменники.

Трубы, соединяющие зонды с тепловым насосом, расположены на глубине более 1 м, поэтому площадка со скважинами используется как обычный садовый участок с плодовыми деревьями, огородом, цветниками, садовыми скамейками и прочими атрибутами современного загородного дома.

Велика ли эффективность теплового насоса?

Уровень эффективности теплового насоса определяется коэффициентом преобразования (коэффициентом мощности), который показывает отношение полученной тепловой энергии к количеству электрической энергии, затраченной на работу компрессора. В любое время года для тепловых насосов «грунт-вода» величина коэффициента составляет около 4. Это означает, что при потреблении 2 кВт∙ч электрической энергии установка производит 8 кВт∙ч тепловой энергии.

Я выбрал для примера скромные 2 кВт∙ч, потому что это тот минимум, который может получить одно домохозяйство в обычном садоводческом товариществе в регионе с ограниченным энергопотреблением. А мощности в 8 кВт∙ч тепловой энергии достаточно, чтобы отопить грамотно утепленный дом площадью до 100 кв. м и более.

Второе назначение

Тепловые насосы могут работать не только в режиме отопления, но и в режиме кондиционирования всех комнат. То есть если собрать гидравлическую развязку в котельной, обычный тепловой насос можно использовать и для охлаждения. У передовых котловых компаний уже есть модели тепловых насосов, которые легко переходят с одного режима на другой. Оба эти варианта не отличаются сложностью и не требуют больших вложений.

Читателям, которым в целом понравилась идея тепловых насосов, надо помнить, что традиционные отопительные радиаторы не пригодны для охлаждения воздуха, а «теплые» полы превращаются в «ледяные». Поэтому эффективное совмещение функций отопления и охлаждения возможно только при использовании воздушных систем отопления/кондиционирования. Этот вариант распространен в США, где тепловой насос большую часть года работает именно в режиме охлаждения.

Стоит ли устанавливать тепловой насос у себя на даче?

Расходы на эксплуатацию теплонасосных и традиционных газовых систем отопления примерно одинаковы. Поэтому при наличии магистрального газа разумнее использовать привычное газовое отопление, чем платить сотни тысяч рублей за тепловой насос и его обустройство. Для примера можно привести цену теплового насоса мощностью 6 кВт производства компании Viessmann – 756 тыс. рублей.

Схожие по мощности аппараты отечественного производства с импортными комплектующими обойдутся уже на 200 тыс. руб. дешевле. Хотя учитывая легендарно заоблачные цены на подключение магистрального газа, теплонасосная система может стать экономически оправданной.

Если магистрального газопровода поблизости нет, выбор типа отопления заметно упрощается. Применять дизтопливо дорого, электричество — еще дороже. В последнем случае нередки строгие лимиты на электроэнергию. Именно в такой ситуации тепловой насос может быть наиболее выгодным вариантом. Он:

  • не требует пожароопасных емкостей с топливом, нуждающихся в периодической заправке, не говоря уже об отсутствии неприятных запахов и естественных выбросов продуктов сгорания;
  • окупается приблизительно через 7-10 лет. Хотя сейчас этот срок стал заложником курса российской валюты.

Тепловые насосы — это хорошо отработанные конструкции. Срок их службы до капитального ремонта — обычно 15-25 лет. По безопасности они эквивалентны бытовым холодильникам и превосходят любые газовые и дизтопливные котлы.

Европейские стандарты экономии

Европейский лидер по использованию тепловых насосов — Швеция, где в новых домах около 95% систем отопления основано на этой технологии.

Читать еще:  Какие лучше биметаллические радиаторы отопления приобретать и устанавливать

За шведами с некоторым отставанием идут финны и немцы. Их энергетическая политика направлена на сокращение энергозависимости от стран с богатыми ресурсами. И тепловые насосы — лишь часть этой обширной программы. В ее рамках в большинстве стран ЕС успешно внедрены системы поддержки производителей энергии из возобновляемых источников. Так, сегодня у пользователей тепловых насосов есть привилегия льготный тариф на энергию, которая тратится на работу таких аппаратов.

В Финляндии частному застройщику возвращается 20% от стоимости оборудования и 40% (в форме налоговых вычетов) — от суммы затрат на монтаж оборудования (до 2012 года было 60%).

В России судьба тепловых насосов не столь безоблачна. Гуманные цены на газ и отсутствие реальной заинтересованности в энергосбережении не позволяют рассчитывать на скорое развитие возобновляемых источников энергии. Однако интерес реальных потребителей к этой теме растет с каждым годом. И это легко объяснимо, ведь во многих случаях использование тепловых насосов становится практически единственной возможностью создать современную и экономичную систему отопления в загородном доме.

Различие насосов тепла по способу работы

Насосы по типу рассол–вода потребляют энергию из глубин земли, для чего используют бурение и вкладывание в скважину геотермальных зондов. Мощность такой установки до 16 кВт, для увеличения эффективности ставят последовательно несколько агрегатов до 5 шт. Такая связка модулей потребляет, в общем, около 50 кВт электричества.

Система воздух-вода собирает энергию из воздушного пространства и передает ее жидкости в отопительном или нагревательном контуре. Позволяет нагревать жидкость до 65ºС, граничным является значение температуры воздуха на улице -20ºС. Для обеспечения подогрева в экстремальных условиях предусматривается электрический подогрев.

Тепловой насос вода-вода служит для использования открытого типа сбора энергии воды и передачи ее теплоноситель. Такие агрегаты с нержавеющим распределительным баком и мощностью до 6 кВт служат длительный период. Автоматическая система управления позволит эффективно использовать тепло незамерзающих водоемов.

Насосы воздух-воздух применяют для нагрева внутренней атмосферы в помещении. В летний период такое оборудование охладит воздух и сделает температуру комфортной. Каскадные установки с суммарной мощностью до 50 кВт послужат для кондиционирования больших служебных и производственных помещений.

Установки грунт-вода позволяют эффективно отапливать как частные дома, так и производственные цеха. Забор тепла производится из земных недра бурением глубоких скважин. Упрощенный вариант рассматривает поверхностную горизонтальную укладку трубопроводов большой протяженности на участке земли.

Особенности работы

В отличие от котлов, конвекторов и других типов нагревателей, тепловой насос не производит тепло. Он переносит его из одной среды в другую. К примеру, тепловой насос воздух-вода охлаждает воздух за пределами здания и нагревает воду в бойлере. Благодаря этому можно добиться эффективности более 100%.

Тепловой насос потребляет электроэнергию и генерирует тепло. Соотношение этих показателей характеризует его производительность. Но реальный КПД теплового насоса может существенно колебаться. Чем меньше температура на входе и выше на выходе, тем ниже эффективность.

Так выглядит график эффективности воздушного теплового насоса в зависимости от температуры воздуха. Некоторый разброс — это и есть зависимость КПД от того, насколько большой была разница температур.

Все о тепловых насосах для загородного дома

Тепловой насос переносит тепло одной среды в другую с помощью трёх взаимосвязанных тепловых контуров. В качестве первой среды используют атмосферный воздух, вода или грунт. В качестве второй — или теплоноситель, нагревающий радиаторы, или водяной тёплый пол, или воздух внутри помещения.

Типы тепловых насосов

  • воздух — воздух (этот тип и используется в бытовых кондиционерах);
  • вода — воздух;
  • земля — воздух;
  • воздух — вода;
  • вода — вода;
  • земля — вода.

Наибольшее распространение получили модели, в которых первой средой выступает воздух или земля, так как пригодные для использования водоёмы есть не везде. Второй средой является вода, из-за популярности водяного отопления.

По среде, выступающей в роли источника тепла, проложен контур из труб, по нему циркулирует теплоноситель. В процессе прохождения по нему теплоноситель приобретает такую же температуру, как и среда. Затем он поступает на теплообменник испарителя, где нагревает до кипения жидкий фреон, находящийся во вторичной системе. Газообразный фреон переходит в компрессор, где при сжатии происходит его сильный нагрев до 55–75 °С. Далее фреон попадает в конденсатор, где нагретый газ отдаёт тепло среде номер два, воздуху или жидкости-теплоносителю из системы отопления.

«Это не для нашего климата!».

Очень распространенное утверждение, особенно часто его приходилось слышать от продавцов газгольдеров, твердотопливных и дизельных котлов, когда они пытаются «отговорить» потенциального клиента, засмотревшегося в сторону альтернативных способов отопления. Тут можно просто привести статистику – в Швеции, в стране с очень похожим, на Белорусский, климат, более 80% всех новых строящихся частных домов оборудуются «тепловыми насосами». Да и в Беларуси можно без труда найти дома эксплуатирующие тепловые насосы уже более 5-7 лет — наша компания не раз организовывала такие посещения для сомневающихся клиентов.

Возможной причиной таких слухов, может являться применение тепловых насосов типа «Воздух – Вода» как единственного источника отопления, что действительно применимо только для стран, где минимальная температура в зимний период не опускается ниже минус 15С. В наших широтах теплонасосы такого типа с успехом применяется либо для отопления зданий сезонного использования в осенне — весенний период (дачи, летние базы отдыха и пр.), либо в паре с классической системой отопления, которую приходиться задействовать при температуре ниже минус 15-20С.

Важно отметить, что всех этих недостатков полностью лишены системы на основе ТН типа «Земля – Вода» («рассол – вода») и «Вода – Вода», где стабильность работы ни как не зависит от температуры окружающего воздуха. ТН этого типа могут быть основными и единственными источниками отопления дома и горячего водоснабжения.

Расчет вертикального коллектора

На глубине свыше 15 м температура грунта стабильно держится на отметке +10 градусов круглый год. Поэтому эффективность вертикального коллектора является более высокой – в среднем с метрового участка удается снимать до 50 Вт тепла. Для расчета длины теплообменника также необходимо учитывать тип среды. Так, с 1-го метра трубы удается получить такую тепловую мощность:

  • 20 Вт – при погружении в осадочный грунт (сухой);
  • 50 Вт – в каменистом либо влажном осадочном грунте;
  • 70 Вт – твердые породы (камень);
  • 80 Вт – подземные воды.

Применение вертикального зонда для теплового насоса

При строительстве скважин следует соблюдать условие: расстояние между ними должно составлять не менее 5 м.

Для работы теплового насоса из вышеприведенного примера понадобится коллектор длиной L = 5200 / 50 = 140 м.

Следовательно, для обустройства коллектора потребуется пробурить две скважины глубиной 70 м. В каждой из них нужно будет установить по две U-образные петли, для чего необходимо будет закупить 4х140 = 560 м труб.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector