Чому тепловий насос?
Для цього насос переводять в зворотний режим роботи - функцію охолодження. Для забезпечення екологічної чистоти не тільки власного житла, а й атмосфери всієї планети в цілому, застосування теплових насосів в якості опалення дуже виправдано. Крім того, обладнання може похвалитися тривалим терміном роботи. економією коштів, безпекою та створенням комфортних умов в будинку.
Всі види енергоносіїв з кожним терміном дорожчають, тому дбайливі господарі готові встановити дороге обладнання, яке окупиться за рахунок роботи без використання штучного палива. Придбання рідкого, газоподібного або твердого палива не потрібно для ефективної роботи теплового насоса.
У приватних будинках великої площі застосування теплового насоса спільно з резервним способом опалення дозволяє окупити вкладені витрати на шостому році експлуатації. При цьому на 1 кВт витраченої електроенергії виділяється близько 6 кВт теплової. Тепловий насос дозволяє отримати температуру води в системі до 70ºС.
У будинку з встановленим тепловим насосом не доведеться користуватися послугами кондиціонера. так як в літній період по контуру циркулює теплоносій, який охолоджується в землі до температури 6ºС. За вартістю це дешевше, ніж використання окремих систем охолодження повітря. Щоб зробити роботу насоса ще більш ефективною, до нього підключають додаткові гілки обігріву басейну, а влітку використовується енергія з сонячних батарей.
Тепловий насос в дії
Під твердою корою і мантією планети знаходиться розпечене ядро. Ще довгі роки, протягом життя багатьох поколінь землян, ядро не змінить своєї температури, і буде підігрівати наш спільний дім зсередини. Залежно від кліматичних умов на глибині вже близько 50- 60 м температура землі знаходиться в межах 10-14ºС. Навіть у вічній мерзлоті користування тепловою помпою можливо, тільки глибину закладення труб доведеться збільшити.
Як це працює
Устаткування призначається для збору низької температури навколишнього середовища на глибині, перетворення її в високотемпературну енергію і перенесення в систему опалення будинку. Планета постійно виділяє тепло, яке використовується для обігріву житла. Тепло отримують з навколишнього повітря і води, які акумулюють сонячну енергію.
По суті, тепловий насос являє собою агрегат, що нагадує роботу холодильного обладнання. Тільки у холодильника випарник розташований так, що скидає непотрібне тепло, а у теплового насоса він знаходиться в постійному контакті з джерелом природного тепла:
- із застосуванням вертикальних або косих свердловин взаємодіє з масивом землі, розташованим нижче точки замерзання;
- застосування труб на глибині теплих озерах і річках дозволяє зібрати енергію незамерзающих водяних потоків;
- спеціальні пристосування збирають температуру теплого повітря зовні житла.
Рух паливного носія по системі організовується за допомогою компресора. Для підвищення температури, зібраної на глибині землі застосовується система звужених воронок. Проходячи по ним під тиском, носій стискається і збільшує температуру. Конденсатор, встановлений в системі віддає енергію для нагрівання рідини в опалювальній системі, яка в підсумку надходить в радіатори внутрішнього контуру опалення будинку.
Для використання теплового насоса круглий рік система забезпечується двома теплообмінниками. Випарник одного скидає охолоджуючу енергію, а другий працює постачальником тепла для нагріву приміщення. Джерелом для збору тепла є надра землі, дно незамерзающих водойм або повітряні маси, у якого труби великої протяжності запозичують низькотемпературну енергію.
Конструктивна схема насоса приватного будинку
- система труб зовнішнього, іноді віддаленого збору, в яких постійно рухається носій тепла;
- робоча система колектора, що включає в себе компресор, труби, теплообмінники, клапани та воронки різного дії;
- внутрішня опалювальна система будинку з трубами і радіаторами або система повітряного охолодження.
Експлуатаційний термін, протягом якого не будуть відбуватися поломки паливного обладнання, виробники і монтажники насосів називають в 20 років. Але таке твердження малоймовірно, тому що закони фізики ніхто не відміняв, а постійно труться і рухаються частини вийдуть з ладу раніше. Оптимальним терміном роботи без ремонту і заміни деталей можна позначити цифру в 10 років.
Різновиди акумуляторів природного тепла
Земельна енергія
Земні масиви в глибині планети служать для безкоштовного отримання низькотемпературної енергії. Є області нижче лінії промерзання, в яких протягом року тримаються стабільні показники плюсової температури. Для збору тепла застосовують два найпоширеніші способи:
- прокладка горизонтальних трубопроводів великої протяжності на дрібному заглибленні (понад 1 м) і відстанню між гілками близько метра;
- буріння вертикальних і похилих свердловин глибиною від 40 до 250 м для підняття теплої води, обробки її і подальшим скиданням у водойму.
водне тепло
Для такого способу підходять теплі озера і річки з наявністю течії і незамерзаючої шару води. Іноді високе підняття грунтових вод теж використовується для забору тепла насосом. На дно водойми прокладають труби, притискають їх вантажем і використовують відкритий спосіб збору енергії. Він має на увазі, що в одну свердловину по ходу струму води піднімається рідина, а після обробки скидається по другій свердловині. Для варіанту використання грунтових вод великий ризик, що висота підняття може помінятися в залежності від сезону або зрушень в земній корі.
Використання повітряних мас
Легкі системи невеликої потужності мають у своєму розпорядженні на даху або стіні будинку, для більш потужних потрібно самостійний фундамент. В установках робота відбувається за рахунок инверторного перетворення змінного струму. Якщо досягнута потрібна температура рідини, то знижується потужність, що дозволяє економити кошти і продовжити термін служби насоса.
Різниця насосів тепла за способом роботи
Система повітря-вода збирає енергію з повітряного простору і передає її рідини в опалювальному або нагрівальному контурі. Дозволяє нагрівати рідину до 65ºС, граничним є значення температури повітря на вулиці -20ºС. Для забезпечення підігріву в екстремальних умовах передбачається електричний підігрів.
Тепловий насос вода-вода служить для використання відкритого типу збору енергії води і передачі її теплоносій. Такі агрегати з нержавіючим розподільним баком і потужністю до 6 кВт служать тривалий період. Автоматична система управління дозволить ефективно використовувати тепло незамерзающих водойм.
Насоси повітря-повітря застосовують для нагріву внутрішньої атмосфери в приміщенні. У літній період таке обладнання охолодить повітря і зробить температуру комфортною. Каскадні установки з сумарною потужністю до 50 кВт послужать для кондиціонування великих службових і виробничих приміщень.
Установки грунт-вода дозволяють ефективно опалювати як приватні будинки, так і виробничі цехи. Забір тепла виробляється із земних надра бурінням глибоких свердловин. Спрощений варіант розглядає поверхневу горизонтальне укладання трубопроводів великої протяжності на ділянці землі.
Фактори, що впливають на вартість теплового насоса
- для визначення потужності насоса враховують площу передбачуваного опалення і кількість підключених додаткових контурів (басейн, гаряче водопостачання);
- відіграє роль тип насоса за способом забору тепла, чи слід бурити свердловини;
- щоб уникнути втрат тепла при експлуатації важливо утеплити зовнішні стіни, дах і підлогу приватного будинку, це дозволить зробити роботу економічною і обігріти більше площі;
- в вартість насоса включаються витрати на буріння свердловин, земляні роботи;
- на ціну впливає протяжність труб і кількість послідовно підключених генераторів.
Витрати на установку грунтового колектора нижче в порівнянні з пристроєм глибинного варіанти майже вдвічі і наближається до суми в 150 тис. Рублів. вартість же самій конструкції насоса приблизно однакова і складе 430 тис. рублів. Ця ціна вказана для стандартного приватного будинку з передбачуваної опалювальною площею близько 120 м2.
Самим малостоящих в порівнянні з іншими типами насосів можна вважати обладнання по збору теплової енергії з повітряних мас. І вартість конструктивних елементів і ціна монтажу істотно нижче.
Найглибші свердловини і застосування потужного устаткування в зонах з великою глибиною лінії замерзання може збільшити вартість обладнання до 700 тис.рублей, а монтаж при цьому зажадає витрат до 400 тис.рублей.
Після ретельних копаній в інтернеті і розрахунків стало зрозуміло, що використання теплового обладнання у вигляді насоса дозволить отримати пристойний коефіцієнт корисної дії і ще заощадити кошти при користуванні, та як не доведеться платити ще й за газ.
Проклали поверхневий колектор, погано тільки те, що на цьому місці ні садити, ні будувати більше нічого не можна, так як фахівці попередили, що земля повинна віддавати температуру тільки опалювальній системі і нічому більше. Пережили зиму, ми живемо в теплому Краснодарі, зими у нас не дуже суворі, вода в системі була близько 60ºС. в будинку було тепло. Будинок у нас 160 м2.
Відгук: У нас опалення відбувається повітряним насосом. Для обладнання довелося будувати підставу поруч з будинком, так як площа будинку у нас 155 м2, та й хочеться постійно гарячу воду. Особливих нарікань немає ніяких на роботу теплового повітряного насоса, навіть взимку він звідкись дістає тепло. Будинок опалюється нормально, живемо ми в середині Росії по кліматичного поясу.
Відгук: Ми встановили тепловий насос більше року. Клімат у нас не теплий, можна сказати, суворий. У саму зиму довелося протоплювати додатково котел на солярці для підтримки тепла. Фахівці твердили, що температура буде в системі близько 65ºС, але по факту все було набагато гірше, піднялася лише до 55ºС. Не дуже ми задоволені таким обладнанням, свердловину копали глибоку (60 м), а тепер не зовсім тепло. Хоча, якщо говорити про економію електрики, то істотно менше йде.
Валентин Венедиктович, Нижньовартовськ