Отопление загородного дома. Тепловые насосы

Отопление загородного дома - затратная статья расходов: оборудование дорого и само но себе, и в эксплуатации. Но сегодня есть возможность кардинально поменять отношение к источникам тепловой энергии. Применение современных тепловых насосов позволяет экономить средства, поддерживать экологическое равновесие и отапливать дом без использования природных ресурсов. Тепловой насос - система нового поколения, способная забирать тепло извне и поставлять его в отопительные приборы и для горячего водоснабжения. Уникальность этого агрегата в том, что он работает на основе источников возобновляемой энергии, в том или ином виде доступных каждому владельцу загородного участка.

Система теплового насоса состоит из внутреннего и внешнего контуров. Внешний контур забирает тепло, а внутренний преобразует и распределяет его. В устройство внутреннего контура обязательно входят компрессор, работающий от электричества, конденсатор, терморасширительный клапан - капилляр, испаритель, хладагент, циркулирующий в замкнутой системе (на основе озонобезопасного фреона, без хлоруглерода) и терморегулятор, с помощью которого можно устанавливать нужную температуру Система работает точно так же, как холодильник, только наоборот - не отдавая, а забирая лишнее тепло. Существует несколько видов тепловых насосов, работающих от различных источников возобновляемой энергии: воды, воздуха, почвы, водоема, скалистой породы. Каждому тепловому агрегату необходим внешний контур (трубопровод или наружный теплообменник), который будет отнимать тепло у того или иного источника.

Воздушный тепловой насос наиболее компактный из всех установок. В качестве источника энергии он использует окружающий воздух. Одно из условий эффективного функционирования такого устройства - это температура не ниже -20С. При значительном ее понижении тепловой коэффициент будет уменьшаться. Наилучшие результаты по теплоотдаче такая установка дает при О поэтому нередко систему монтируют таким образом, чтобы она забирала отработанный воздух из системы вентиляции (а он априори всегда теплый). Если рядом с домом есть пусть даже небольшой водоем, то оптимальным решением будет применение теплового насоса, работающего на энергии воды. В этом случае внешний контур (трубопровод) укладывают на дно водоема на глубину не менее 2м с грузом, чтобы трубы не всплывали. Этот вариант можно назвать наиболее стабильным с точки зрения температуры, так как на дне водоема она никогда не опускается ниже О то есть в любое время года имеет положительное значение, а значит, позволяет насосу работать с максимальной отдачей. Лучше всего, если в качестве источника возобновляемой энергии будет использоваться река или пруд, которые не замерзают зимой.

Воду можно использовать как источник энергии даже при отсутствии расположенного рядом озера. Для этого на участке бурят две или более скважин (в зависимости от потребностей в горячем водоснабжении и отоплении). Пара скважин - это технологический минимум. Принцип действия такой системы отличается от обычного водяного контура. Насос выкачивает грунтовую воду, проводит ее через теплообменник, охлаждая примерно на 3-5С, и отдает отработанную влагу во второй пробуренный колодец (его сооружают ниже по уровню относительно первого). Таким образом гарантируется, что отработанная вода не будет использована дважды и насосу не придется работать с увеличением мощности. Чем хорош данный способ? Во-первых, вода в скважинах имеет примерно одинаковую температуру в течение всего года (+3. +10 в зависимости от глубины ее залегания), поэтому насос будет работать с максимальной эффективностью. Во-вторых, так как бурение происходит вглубь, не понадобится освобождать значительные площади для монтажа теплового контура, а сам процесс сооружения скважины возможен на участках любой конфигурации.

Но более других, за счет доступности источника возобновляемой энергии, сегодня распространены тепловые установки, функционирующие с помощью контура, расположенного в земле. Они надежны, долговечны и эффективны, так как почва в течение всего года аккумулирует тепло от солнечной энергии и от ядра земли. К примеру, на глубине 5-6 м температура грунта постоянна независимо от времени года. Различают два вида установок, работающих на энергии земли. Первый собирает тепло посредством трубопровода-коллектора, расположенного горизонтально на определенной глубине, второй - с помощью зонда, уходящего на 50-120 м. Коллекторы обоих типов работают примерно одинаково, но горизонтальному трубопроводу требуется довольно большая площадь для установки, поэтому его чаще используют на невозделанном участке, в процессе строительства дома. В противном случае рабочим придется перекопать большую часть уже сложившегося ландшафта. Оптимальная глубина закладки горизонтального контура 1,3-1,5 м, но она должна быть ниже промерзания грунта (этот показатель необходимо учитывать в зависимости от региона установки). Наибольшую эффективность дают тепловые насосы, у которых коллектор расположен рядом с грунтовыми водами: чем выше влажность почвы, тем больше будет теплоотдача при меньших затратах.

Зонд больше подходит для разработанных участков, правда, придется обеспечить площадку для подъезда крупногабаритной техники. Бурение, конечно, на порядок дороже закладки горизонтального коллектора, но система при этом работает более стабильно, так как при значительном понижении температуры (ниже -20С), которое хотя и редко, но все-таки случается в средней полосе, обычному тепловому насосу может потребоваться помощь. Тогда как зонд за счет глубокого залегания обеспечивает забор тепла независимо от погодных условий. Тепло можно отобрать не только у грунта, но и у скальной породы. В этом случае бурят очень глубокую скважину, порядка 150-200м, куда опускают груз и контур, заполненный антифризом. Сама скважина потом естественным путем заполняется грунтовыми водами, через которые коллектор забирает тепло от скальной породы. Для отопления и горячего водоснабжения просторного здания, скорее всего, понадобится не одна, а несколько скважин, поэтому такую систему теплового насоса считают одной из самых дорогих и редко используют в частном строительстве,

Тепловые насосы - это, несомненно, техника будущего. Принцип работы таких агрегатов полностью соответствует концепции «умный дом», экономии природных ресурсов, которые не подлежат восстановлению и требуют больших затрат на добычу и производство (например, уголь, древесина, электричество, газ). Однако эта техника эффективна лишь в том случае, если все ограждающие конструкции дома хорошо утеплены, так как при увеличении потребности в энергоресурсах эксплуатационные расходы для теплового насоса и других альтернативных систем (например, газового котла) будут расти прямо пропорционально. Работой насоса управляет автоматика, а сама система представляет собой замкнутый контур. При этом корпус агрегата компактен и герметичен - его можно установить в кухне, ванной или любом другом помещении дома. В процессе функционирования теплового насоса отсутствуют продукты горения и необходимость эксплуатационного обслуживания. Помимо всего прочего, тепловые насосы - реверсивные системы. Они позволяют не только нагревать, но и охлаждать воздух (переключение на летний период). Принцип действия почти такой же, как при нагреве, только наоборот. Тепловые установки забирают нагретый воздух, охлаждают его до нужного состояния и возвращают обратно, а излишки выводят на улицу или в скважину.

Таким образом, можно утверждать, что использование тепловых насосов на сегодняшний день - практически идеальный способ отопления дома. За одним небольшим исключением. Эта техника по-прежнему одна из самых дорогих на рынке. Ее окупаемость порой составляет более десяти лет В остальном тепловые насосы - идеальный вариант сделать жилое пространство теплым без вреда экологии и с минимальными затратами на эксплуатацию.


По материалам сайта: http://www.odoms.ru