×

Пароль будет отправлен вам на e-mail.

×

Тепловые насосы как вариант для организации отопления дома

Организация комфортного температурного режима в доме является одной из приоритетных задач для собственников индивидуального жилого фонда.

При этом немаловажным остается вопрос стоимости текущего обслуживания систем отопления. При отсутствии подведенной к населенному пункту ветки газового снабжения жителям приходится выбирать между электроотопительными системами и отоплением с использованием твердого топлива или нефтепродуктов. Однако сразу стоит отметить, что заготовка и хранение твердого топлива и нефтепродуктов требует массы дополнительных хлопот. Именно поэтому все чаще потребители делают выбор в пользу электрических вариантов отопления.

Однако, стоимость электроотопления дома не всегда адекватна получаемому результату. Именно поэтому остается востребованным работа инженеров по поиску экономных вариантов электрического отопления в домах.

В качестве такой альтернативы традиционным электросистемам обогрева в последнее время все чаще используется оборудование, в которых ключевым элементом являются тепловые насосы для отопления дома.

Принцип работы систем отопления с тепловым насосом

Давно уже известно, что многое новое – это хорошо забытое старое. Эта фраза как нельзя лучше характеризует идею, положенную в основу работы отопительных систем с тепловыми насосами.

Для упрощения понимания принципа работы таких устройств, можно провести аналогию с работой холодильника или кондиционера. То есть речь идет о наборе технических средств, которые обеспечивают транспортировку тепловой энергии из одного места в другое. И если холодильник отбирает лишнее тепло из морозильной камеры в помещение, например, кухни, то тепловые насосы способствуют перемещению и аккумуляции тепловой энергии природных носителей (воды, земли, воздуха) в отапливаемые помещения.

ВАЖНО. Тепловые насосы могут без особых проблем заменить газовые двухконтурные котлы для отопления дома и обеспечения его горячей водой.

Структура и работа системы

Принципиальная схема комплекса отопления с тепловым насосом должна иметь в своем составе, кроме самого перекачивающего устройства, еще и два контура – первичный и вторичный. Также обязательными элементами являются испаритель и конденсатор. Именно с их помощью энергия низкотемпературного источника преобразуется в энергию домашнего отопительного контура. Для этого используется соединяющий их трубопровод, который заполнен хладогеном (различные марки фреонов (хладонов)).

КСТАТИ. При построении системы отопления с тепловыми насосами, возникают такие же вопросы, как и при проектировании традиционных вариантов отопления на базе газового или электрического котла – какие биметаллические радиаторы отопления лучше, как выбрать диаметр труб для отопительных контуров и другие.

Таким образом, тепловой насос – это не агрегат, который генерирует тепло, а, всего лишь, устройство, которое обеспечивает транспортировку энергии от ее источника к потребителю.

Сам процесс получения тепловой энергии происходит за счет сжатия компрессором хладогена, разогретого до температуры первичной среды. При искусственном уменьшении объема происходит нагрев рабочей жидкости. И в результате на выходе имеем нагретый конденсатор, от которого можно передавать энергию дальше.

работа теплового насоса

Классификация

На настоящий момент тепловые насосы для домашнего отопления представляет достаточно большое количество производителей. Поэтому для потребителей актуальным остается вопрос о том, как же выбрать подходящую модель.

Основным классификационным признаком, который используется при проектировании систем отопления с тепловыми насосами, считается источник тепла. В соответствии с этим признаком различают устройства, берущие энергию из:

  • земли;
  • воды;
  • воздуха.

Последний вариант в наших широтах считается неэффективным из-за того, что зимой температура очень часто опускается значительно ниже 0ºС. Наибольшее распространение получили первые два варианта.

К СВЕДЕНИЮ. Тепловые насосы, получающие энергию от планеты Земля (грунт, естественные источники воды) получили название геотермальных.

Следующий классификационный признак касается устройств, берущих энергию у земли. Так вот, их разделяют на две группы по размещению (ориентации) первичного контура:

  • Горизонтальные. В этом случае первичный контур размещают в земле на большой площади. В зависимости от требуемой мощности системы эта площадь может составлять до 300-400 кв. метров. Хотя для обогрева дома с площадью до 200 кв. метров, обычно, речь идет о 50-100 кв. метрах контура. Для простоты расчетов можно ориентироваться на значение 30-50 кв. метров на 1 кВт мощности будущего устройства.
  • горизонтальный забор тепла из земли

    ВАЖНО. Для успешной работы системы не надо очень сильно заглублять первичный контур. Достаточно закопать его на глубину, превышающую уровень зимнего промерзания на 1-1,5 м.

  • Вертикальные. В этом случае первичный контур располагается вертикально. Для этого бурится скважина на глубину до 200 м. Из-за того что температура грунта на таких глубинах выше, чем на 2-3 метровой глубине, эффективность работы такого оборудования будет выше.

вертикальный забор тепла из земли

Преимущества систем с тепловыми насосами

Так как тепловые насосы для отопления используют условно бесплатную природную энергию, то основным преимуществом таких систем принято считать их исключительно высокую экономичность.

На первый взгляд абсолютно противоречащим здравому смыслу выглядит утверждение, что тепловой насос имеет КПД от 300% и более. Но если разобраться, то при затратах в 1 кВт энергии, на выходе можно получить 3-5 кВт тепловой энергии.

Энергия, которая тратиться на функционирование такой системы (тот самый у кВт на входе) – это та энергия, которая нужна для работы отдельных механизмов – самого теплового насоса, термодатчиков, циркуляционного узла и т. д.

КСТАТИ. Энергопотребление отдельных элементов весьма невелико. Поэтому, задаваясь вопросом о том, как выбрать тепловой и циркуляционный насос для отопления, можно ориентироваться на значения в 50-80 Вт в час для каждого из устройств.

Недостатки

При наличие такого серьезного преимущества, как исключительная экономичность системы, такой вариант отопления дома пока еще не получил на постсоветском пространстве очень широкого распространения. И основная проблема здесь в единоразовых затратах на обустройство системы.

Начнем с того, что при укладке горизонтального первичного контура, понадобится строительная техника для того чтобы вырыть котлован нужной глубины и площади.

pic4-istochnik

КСТАТИ. При горизонтальном размещении первичного контура на этой площади нельзя будет возводить никакие строения.

Если речь идет о вертикальном размещении контура, то тем более понадобится техника для бурения скважины нужной глубины.

бурения скважины

Ну и плюс, конечно, стоимость самого оборудования для системы, которая после теплонагревающего блока будет иметь такую же структуру, как и имеющая в своем составе, например, газовый или электрический котел.