Содержание: 1. Характеристики тепловых насосов 2. Типы тепловых насосов 3. Геотермальные тепловые насосы 4. Преимущества и недостатки тепловых насосов Одним из наиболее эффективных способов обогрева загородного дома является использование тепловых насосов. Принцип работы тепловых насосов основан на извлечении тепловой энергии из земли, водоемов, подземных вод, воздуха. Тепловые насосы для отопления дома не оказывают вредного воздействия на окружающую среду. На фото вы можете увидеть, как выглядят подобные системы отопления.
Такая организация отопления дома и горячего водоснабжения возможна уже много лет, но только недавно стала распространяться.
Особенности работы тепловых насосов
Принцип работы таких устройств аналогичен холодильному оборудованию. Тепловые насосы забирают тепло, хранят и обогащают его, а затем передают теплоносителю. Конденсатор используется в качестве устройства для выработки тепла, а испаритель используется для рекуперации низкопотенциального тепла. Постоянное удорожание электроэнергии и введение жестких экологических требований вызывают поиск альтернативных способов получения тепла для обогрева домов и нагрева воды. Одним из них является использование тепловых насосов, так как количество получаемой тепловой энергии в несколько раз превышает потребляемую электроэнергию (подробнее: «Недорогое отопление электричеством: плюсы и минусы»). Если сравнивать отопление газом, твердым или жидким топливом, с тепловыми насосами последние будут более экономичными. Однако само обустройство системы отопления с такими агрегатами обходится значительно дороже.
Тепловые насосы потребляют электроэнергию, необходимую для работы компрессора. Поэтому такой вид отопления здания не подходит, если в районе частые проблемы с электроснабжением. Отопление частного дома тепловым насосом может иметь разный КПД, основным его показателем является конверсия тепла – разница между потребленной электроэнергией и полученным теплом. Разница между температурой испарителя и конденсатора всегда присутствует. Чем он больше, тем ниже КПД устройства. По этой причине при использовании теплового насоса необходимо иметь значительный источник низкопотенциального тепла. Исходя из этого следует, что чем больше размер теплообменника, тем меньше потребляемая мощность. Но в то же время.
Отопление тепловым насосом встречается во многих развитых странах. Кроме того, они также используются для отопления многоквартирных и общественных зданий; это намного дешевле, чем обычная система отопления в нашей стране.
Виды тепловых насосов
Эти устройства можно использовать в широком диапазоне температур. Обычно они нормально работают при температуре от -30 до +35 градусов. Наиболее популярными являются абсорбционные и компрессионные тепловые насосы. Последние используют механическую и электрическую энергию для передачи тепла. Абсорбционные насосы более сложны, но могут передавать тепло, используя сам источник, что значительно снижает затраты на электроэнергию.
Что касается источников тепла, то эти агрегаты делятся на следующие виды:
- воздух;
- геотермальная;
- вторичное тепло.
Воздушные тепловые насосы для отопления берут тепло из окружающего воздуха. Геотермальные системы отопления используют тепловую энергию земли, подземных и поверхностных вод (подробнее: «Геотермальное отопление: принцип работы с примерами»). Вторичные тепловые насосы берут энергию из сточных вод, центрального отопления — эти устройства в основном используются для обогрева производственных зданий. Это особенно выгодно, если есть источники тепла, которые нужно убрать (также читайте: «Использование тепла земли для обогрева дома»).
Тепловые насосы также классифицируют по видам хладагента, они могут быть воздушными, грунтовыми, водяными, а также их сочетаниями.
Тепловые насосы геотермального вида
Системы отопления с использованием тепловых насосов делятся на два типа: открытые и закрытые. Открытые конструкции предназначены для нагрева воды, проходящей через тепловой насос. Как только хладагент проходит через систему, он выбрасывается обратно на землю. Такая система идеально работает только при наличии значительного количества чистой воды, так как ее потребление не нанесет вред окружающей среде и не будет противоречить действующему законодательству. Поэтому перед использованием системы отопления, получающей энергию от грунтовых вод, следует проконсультироваться с соответствующими организациями.
Закрытые системы делятся на несколько типов:
- Горизонтальные геотермальные системы подразумевают размещение коллектора в траншее ниже глубины промерзания грунта. Это примерно 1,5 метра. Коллектор размещается кольцами, чтобы минимизировать площадь выемки и обеспечить достаточный контур на небольшой площади. Этот способ подходит только в том случае, если на участке достаточно свободной площади.
- Геотермальные сооружения с вертикальным расположением предусматривают размещение коллектора в скважине глубиной до 200 метров. Этот метод используется, когда нет возможности разместить теплообменник на большой площади, что необходимо для горизонтального колодца. Кроме того, геотермальные системы с вертикальными скважинами реализуются в случае неравномерного ландшафта участка.
- Геотермальные водные системы включают размещение коллектора в резервуаре на глубине ниже точки замерзания. Укладка производится кольцами. Такие системы нельзя использовать, если водоем небольшой или недостаточно глубокий. Имейте в виду, что если бак замерзнет на уровне коллектора, насос не сможет работать.
Тепловой насос воздух-вода — характеристики, подробности на видео:
Преимущества и недостатки тепловых насосов
Отопление загородного дома тепловым насосом имеет положительные и отрицательные стороны. Одним из основных преимуществ систем отопления является бережное отношение к окружающей среде. Кроме того, тепловые насосы недороги, в отличие от других обогревателей, использующих электричество. Таким образом, количество вырабатываемой тепловой энергии в несколько раз превышает потребляемую электроэнергию. Тепловые насосы отличаются повышенной пожаробезопасностью, их можно использовать без создания дополнительной вентиляции. Так как система имеет замкнутый контур, финансовые затраты при эксплуатации сведены к минимуму – платить нужно только за потребленную электроэнергию.
Использование тепловых насосов также позволяет охлаждать помещение в летнее время; это возможно благодаря подключению фанкойлов к коллектору и системе «холодный потолок».
Эти устройства надежны, а управление рабочими процессами полностью автоматизировано. Поэтому эксплуатация тепловых насосов не требует особых навыков. Важны также компактные размеры устройств. Основной недостаток тепловых насосов:
- высокая стоимость и значительные затраты на установку. Вряд ли у вас получится спроектировать отопление тепловым насосом своими руками без специальных знаний. Инвестиции окупятся более чем через год;
- срок службы устройств составляет примерно 20 лет, после чего, скорее всего, потребуется капитальный ремонт. Это также будет стоить дорого;
- цена тепловых насосов в несколько раз превышает стоимость газовых, твердотопливных или жидкостных котлов. Немалые деньги придется заплатить за бурение скважин.
Но зато тепловые насосы не требуют регулярного обслуживания, как многие другие отопительные приборы. Несмотря на все преимущества тепловых насосов, они до сих пор не получили широкого распространения. Это связано, в первую очередь, с дороговизной самого оборудования и его монтажа. Сэкономить получится, только если создать систему с горизонтальным теплообменником, если самому копать траншеи, но на это уйдет не один день. В плане эксплуатации оборудование очень выгодное. Тепловые насосы — недорогой способ обогрева зданий без вреда для окружающей среды. Они не могут быть широко использованы из-за высокой стоимости, но это может измениться в будущем.
