Тепловые насосы для отопления дома

Традиционная система отопления дома выглядит таким образом: газовый или электрический котел нагревает теплоноситель – воду, антифриз, теплоноситель перемещается по трубам и радиаторам, охлаждается, отдавая тепло воздуху в помещении, и возвращается обратно. Для работы требуется источник энергии – электрический ток, сжигаемое топливо, которое и составляет основную статью расходов.

Выбираем тепловой насос

Но источником энергии может послужить и вода, и воздух, и грунт.

Принцип работы устройства

Тепловой насос – это аппарат, который переносит тепловую энергию от объекта с низкой температурой к объекту с высокой температурой – потребителю. На фото – модель аппарата.

Принцип работы таков: по внешнему контуру протекает незамерзающая жидкость. Во время циркуляции жидкость нагревается и, проходя через испаритель – второй контур в аппарате, отдает тепло хладагенту. Последний при этом нагревается примерно на 4–7 градусов. Затем охлажденная жидкость – «рассол», возвращается в контур для нового цикла.


В контуре аппарата нагретый до газообразного состояния хладагент подвергается сжатию компрессором и перемещается к конденсатору, где остывает и возвращается к испарителю.

Конденсатор передает тепло носителю во внутренний контур – систему отопления в доме.

Согласно отзывам на 1 кВт мощности теплового насоса приходится 4 кВт выделяемого тепла. В зависимости от модели аппарата и условий эксплуатации последний может обслуживать и традиционную – радиаторную систему, и рекомендуемую – «теплый» пол.

Достоинства и недостатки

  1. Экономичность – система требует начальных капиталовложений по установке, укладке контура, наладочным работам и так далее. В дальнейшем устройству для самообслуживания требуется от 0,2 до 0,35 кВт в час – это единственный вид расходов, с которым сталкивается владелец.
  2. Обслуживание – минимальное и не требует умений, что снискало множество положительных отзывов.
  3. Работа в режиме охлаждения – если зимой система работает в режиме отопления, то летом допускается использование в качестве кондиционера. Для этого вместо радиаторов или «теплого» пола подключается «холодный» потолок.
  4. Экологичность – самый щадящий по отношению к окружающей среде способ отопления дома.
  5. Пожаробезопасность – этот параметр системы выше, чем у всех возможных отопительных систем.
  6. Компактность – по размерам аппарат сравним с холодильником, уровень шума аналогичный.
  7. Окупаемость – в среднем составляет около шести лет. Чем больше площадь обогреваемого дома, тем быстрее оборудование себя окупит.

К недостаткам системы относится первоначальная стоимость аппаратов и сложность установки.

Классификация по источнику тепла

Тепловой насос обеспечивает передачу энергии из трех источников несколькими разными способами.

Геотермальный – объектами переноса тепловой энергии выступают наземные или грунтовые воды, или земля.

  • Горизонтальный – наиболее распространенная модификация. Трубы внешнего контура – полиэтиленовые, располагаются в горизонтальных каналах на глубине от 0,7 до 1, 2 м или больше – ниже уровня замерзания. Рекомендуется использовать земельный участок с повышенной влажностью. Для укладки контура необходима достаточная площадь: КПД системы составляет 50–60 Вт от 1 м трубы в глиняных почвах и 30–40 Вт – в песчаных. Труба размещается не прямолинейно, так что итог получается далеко не столь внушителен: тепловому насосу с мощностью в 10 кВт необходим участок земли размером 20*20 м. На фото – труба, размещенная методом «змейка».

  • Вертикальный – если площадь земельного участка крайне ограничена, или, например, представляет собой красивый сад, то трубы устанавливаются в вертикальные скважины глубиной до 200 м. Бурить более глубокую скважину невыгодно – несколько мелких обеспечат тот же результат с меньшими затратами. Производительность примерно такая же, как и в первом варианте: 50–60 кВт на 1 м трубы. Такой способ повышает стоимость установки, так как связан с бурильными работами и требует монтажа более мощного циркуляционного насоса.
  • Водный – внешний контур помещается в водоем – озеро, пруд, реку, ниже уровня замерзания – не менее чем на 2 м. КПД несколько ниже: в среднем 1 м трубы обеспечивает 30 Вт тепла. Это самый экономичный вариант, но реализуется только в случае близости подходящего водоема.
  • Прямой обмен – предполагает укладку медных труб – вертикально, под углом или горизонтально, по которым подается хладагент, а не «рассол». В этом случае происходит прямой тепловой обмен через стенки трубы. Система отопления прямого обмена более надежна и эффективна и требует меньшей площади для укладки контура. На фото – медная труба в скважине.

Все вышеперечисленные виды относятся к типу замкнутого цикла, то есть незамерзающая жидкость или хладагент двигаются по замкнутому контуру. Существуют варианты, в которых используется вода, свободно текущая по трубам и возвращающаяся в землю. Реализация этого метода возможна только в том случае, если использование грунтовых вод не запрещено.

  • Воздушный – источником тепла выступает воздух. В средних широтах он применяется редко, так как при температуре ниже 15 градусов мороза тепловой насос действовать не может. Более рационально использовать смешанные системы.

Внутренний контур

В качестве теплоносителя в жилых домах используется вода. Тепловые насосы обеспечивают нагревание воды в диапазоне от 35 до 50 градусов.

  • Радиаторная система – используется, если температура нагрева воды достигает 50 градусов. При этом батареи должны быть выполнены из стали или алюминия, так как это материал легче проводит тепло. Чугунные радиаторы нагреваться в должной степени не будут.

  • «Теплый пол» – для работы системы отопления дома достаточно нагрева воды до 35 градусов. Отзывы пользователей свидетельствуют, что такой способ обеспечивает и комфортную температуру пола – 27 градусов, и более быстрый прогрев помещений, так как площадь нагревательного элемента, то есть пола комнаты, значительно больше, чем радиатора.

Установка теплового насоса требует участия специалистов даже на самом первом этапе – планировании и оценке, так как мощность оборудования и конструкция системы зависит от очень многих факторов: состава почвы, рельефа участка, степени утепления здания, расположения водо- и газопроводных труб и тому подобное.

По материалам сайта: http://kamingid.ru