Тепловой насос: энергия природы (стр. 64)

Постоянно растущие цены на газ и жидкое топливо заставляют домовладельцев всерьез присматриваться к альтернативным отопительным системам. Тепловые насосы, использующие бесплатные природные энергоносители, существенно сокращают расходы на отопление...

© Alpha Innotec

 

 

Совместная работа отдельных компонентов отопительной системы с использованием теплового насоса типа "воздух-вода" производства Walter Meier, модель Vialto   © Alpha Innotec © Tecalor © Tecalor

Многообразие отопительных систем, представленных на российском рынке, казалось бы, предоставляет застройщику значительную свободу выбора. Однако зачастую заказчик связан по рукам и ногам: газ слишком далеко, да и хождение по инстанциям отнимает много времени, нервов и денег, к тому же мы идем в Европу, значит, не за горами европейские цены. Сжиженный газ дает некоторую свободу маневра, но достаточно дорог. Дизель связан с высокими эксплуатационными расходами плюс дополнительные неудобства (запах, доставка топлива, техническое обслуживание котла). Электричество — самый удобный и безопасный источник энергии, но и самый дорогой.  СУЩЕСТВЕННАЯ ЭКОНОМИЯ Серьезной альтернативой традиционным отопительным системам может стать теплонасосная установка. Источником энергии для теплового насоса служит электричество, но поскольку тепловой насос не производит тепло, а лишь собирает его, то для получения 1 кВт тепловой энергии ему нужно затратить всего 200–250 Вт электроэнергии. Поэтому для отопления и горячего водоснабжения дома площадью 100 м2 потребуется тепловой насос мощностью всего 2,5 кВт. Впечатляет, не правда ли?  ХОЛОДИЛЬНИК НАОБОРОТ Система отопления тепловым насосом состоит из источника тепла, теплового насоса, а также агрегатов распределения и аккумулирования тепла. При этом теплопередача осуществляется путем низкотемпературного нагрева. Чем ниже температура воды в подводящем трубопроводе, тем эффек­­тивнее работа установки. В основе работы теплового насоса лежит технический принцип холодильника. Но если холодильник отводит тепло из своего внутреннего пространства и передает его в окружающую среду через расположенную на задней стенке решетку, то тепловой насос, наоборот, забирает энергию из окружающей среды и передает ее через теплообменник в отопительную систему. В качестве источника тепла можно использовать воздух, землю или грунтовые воды. Главное преимущество воздуха — его доступность, тогда как земные недра и грунтовые воды — оптимальные теплоаккумуляторы с относительно постоянной в течение всего года температурой.

 

БЫСТРАЯ ОКУПАЕМОСТЬ Тепловой насос идеально подходит для нового строительства, так как систему отопления сразу рассчитывают с учетом дальнейшей установки теплового насоса. В этом случае тепловой насос раскроет все свои возможности. Тем не менее он так же легко интегрируется и в уже существующую систему отопления. При этом возникает законный вопрос: насколько это рентабельно? Справедливости ради отметим, что оборудование котельной с тепловым насосом обходится несколько дороже, чем установка оборудования, работающего на дизельном или газовом топливе, но низкие эксплуатационные расходы позволяют говорить об окупаемости уже в течение 1,5–2 лет. К тому же неоспоримые плюсы тепловых насосов — низкая установленная мощность, низкое энергопотребление, минимум обслуживания, высокий комфорт, презентабельный внешний вид, допускающий установку в жилом помещении, а также безопасность, не требующая никаких согласований и разрешений, — делают их одними из наиболее перспективных отопительных установок. ПРАВИЛЬНЫЙ ВЫБОР При выборе теплового насоса необходимо учитывать энергетическое состояние дома. Неза­висимо от используемой отопительной системы важно обеспечить хорошую теплоизоляцию здания. Чем выше ее показатели, тем ниже будут затраты на отопление. А значит, потребуется тепловой насос меньшей мощности, что позволит сократить инвестиционные затраты. И хотя в целях экономии энергии целесообразно использовать устройства с низким потреблением электричества, при установке теплового насоса важен точный расчет параметров, поскольку выбор агрегата излишней или — наоборот — недостаточной мощности может привести к его неэффективной работе. Кроме того, работа отдельных компонентов системы должна быть четко согласована. РАБОТА НА ОХЛАЖДЕНИЕ Мало кому известно, что тепловой насос может работать и на охлаждение. Для этого разработаны две технологии: пассивная и активная. Пассивное (естественное) охлаждение использует тот факт, что у грунтовых вод и земных недр летом температура ниже, чем в жилых помещениях, что позволяет напрямую охлаждать здания. Активное охлаждение осуществляется за счет кондиционирования воздуха. Реверсивный тепловой насос позволяет регулировать направление потока хладагента. Тепло из помещения передается хладагенту, а затем через теплообменник выводится в окружающую среду.  Производители обеспечивают техническую поддержку при выборе, проектировании и запуске в эксплуатацию теплового насоса, включая получение необходимых разрешительных документов.

ПЕРЕНОС ТЕПЛА

Три четверти необходимой энергии можно получить бесплатно в виде аккумулированного солнечного тепла. Одна четверть обеспечивается за счет электричества

Графика: BWP

 

В замкнутом кругообороте хладагент выполняет задачу переноса тепла. Жидкий хладагент испаряется уже при низких температурах, накапливая энергию, полученную от источника.  В компрессоре объемы газообразного хладагента уменьшаются, его давление и температура повышаются, после чего он направляется в конденсатор, где полученное тепло передается в отопительную систему. Охлажденный хладагент опять переходит в жидкое состояние, в результате расширения его температура и давление снижаются, и он может вновь принимать тепло.

Графика: Buderus

 ТИПЫ НАСОСОВ

Тепловой насос типа «грунт-вода» извлекает тепло земли с помощью зондов или коллекторов. Соляной раствор транспортирует тепло к тепловому насосу. Для небольших участков земли оптимальны геотермальные зонды. Система трубопроводов устанавливается в почве в вертикальные скважины.

 

При значительных размерах участка устанавливают геотермальные коллекторы. Горизонтальная система труб прокладывается ниже уровня промерзания грунта.

 

Тепловой насос типа «воздух-вода» извлекает тепло из воздуха. Вентиляторы прогоняют воздух через испаритель, при этом происходит извлечение тепла. Охлажденный воздух отводится обратно.  Тепловой насос типа «вода-вода» использует в качестве теплоносителя грунтовые воды. Их закачивают из скважины и направляют к тепловому насосу, где тепло утилизируется. Охлажденная вода направляется затем в поглощающую скважину.

 

Тепловой насос типа «вода-вода» использует в качестве теплоносителя грунтовые воды. Их закачивают из скважины и направляют к тепловому насосу, где тепло утилизируется. Охлажденная вода направляется затем в поглощающую скважину.

МОНТАЖ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ

Вертикальные «грунт-вода»

1. Прежде Используя буровую установку, выполняют скважину диаметром 20 см и глубиной от 50 до 100 м

 

2. Внутрь вертикальной столбо-образной скважины помещают геотермальный зонд

 

3. Глубина и количество скважин зависят от потребности в энергии и от геологии местности

Горизонтальные «грунт-вода»

1. С помощью строительной техники неподалеку от дома роют траншею глубиной около 1,5 м

 

2. Горизонтальную систему труб прокладывают ниже уровня промерзания грунта

 

3. По специальному трубопроводу теплоноситель подводят к цокольной части дома

«Вода-вода»

1. Водный коллектор собирают из обычных ПНД-труб, заполненных теплоносителем

 

2. После чего полученную конструкцию осторожно переносят на берег водоема

 

3. Затем погружают в воду и аккуратно транспортируют на середину пруда

«Воздух-вода»

1. Монтаж теплового насоса «воздух-воздух» не требует землекопных или буровых работ

 

2. Обычно геотермальный насос такого типа устанавливают в 2–20 метрах от жилого дома

 

3. Для монтажа теплового насоса на участке выбирают хорошо продуваемое место

 

Все журналы → Современный ремонт и строительство → Архив → 2011 → 30 → Тепловой насос: энергия природы (стр. 64)