тепловой насос, отопление, воздух-воздух, котел,колектор
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.

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 м², 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 из прилегающего 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 ºС, 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 м².

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.

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.

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.

Поделиться: