Принцип работы тепловых насосов
В развитых странах мира уже 30 лет назад оценили преимущества отопления
без газа. Речь идет о тепловых насосах. Первыми устанавливать их начали
самые богатые люди планеты. Ведь система отопления
без газа — это круто. Сегодня тепловой насос по цене доступен
практически каждому домовладельцу. За рубежом тепловые насосы — одно из
наиболее динамично развивающихся направлений использования
нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Наибольшее число таких
установок используется в США. Большое число систем функционируют в
Канаде и странах Центральной и Северной Европы: Австрии, Германии,
Швеции и Швейцарии. И тот, кто держит руку на пульсе времени, не ставит у
себя в доме газовый котел, а сразу монтирует тепловой насос.
Земля, воздух и вода — современные источники тепла
Тепловой насос — это устройство для перевода низкотемпературной энергии в
высокотемпературную и обратно. В отличие от традиционных котлов и
генераторов, ему не нужно никакого топлива. Он реализует обратный
термодинамический цикл, отбирая низкопотенциальное тепло у грунта,
воздуха, воды. Передача тепла производится хладагентом (фреоном) — как в
обычном холодильнике, только "наоборот". Принцип работы теплового
насоса вкратце состоит в том, что охлажденный теплоноситель, проходя по
трубопроводу, нагревается на несколько градусов, а, проходя через
теплообменник, отдает аккумулированное тепло во внутренний контур
теплового насоса, заполненного хладагентом. Хладагент (с низкой
температурой кипения) в испарителе при резком падении давления переходит
из жидкого состояния в газообразное. Компрессор сжимает хладагент до
высокой температуры, горячий газ поступает во второй теплообменник,
конденсатор, где происходит передача тепла в систему отопления.
Хладагент, охладившись при этом, становится вновь жидкостью, а нагретый
теплоноситель внутреннего контура подает тепло потребителю. Так в
тепловом насосе происходит отбор тепла от низкопотенциального источника и
его утилизация.
Конструкция теплового насоса состоит из двух частей: непосредственно
"холодильника наоборот", который обычно располагают в отдельном
помещении, и системы специальных трубопроводов, которые могут быть либо
уложены в грунт горизонтально или вертикально, либо опущены на дно
водоема, либо вынесены к специальной установке, где аккумулируется тепло
воздуха. Выбор и тип установки зависят от площади участка и состояния
грунта, теплоизоляции дома и его характеристик, возможных теплопотерь,
анализа потребления электроэнергии и горячей воды. Для работы теплового
насоса нужно немного электроэнергии — она тратится лишь на перемещение
хладагента по системе с помощью компрессора.
Если участок достаточно большой и на нем можно разместить необходимое
количество труб, то эффективным будет использование тепла поверхности
земли. В этом случае горизонтальный грунтовой теплообменник
устанавливают рядом с домом на небольшой глубине (обычно 1-1,5 метра, но
ниже уровня промерзания грунта в зимнее время). При этом не
рекомендуется высаживать на этой территории вековые деревья с мощной
корневой системой, потому что они могут повредить трубы. Лучше на этом
месте устроить газон или детскую площадку, установить беседку или
альпийскую горку.
В случае если участок сравнительно невелик, то самой эффективной будет
скважина и вертикальные грунтовые теплообменники. Они позволяют
использовать низкопотенциальную тепловую энергию грунтового массива,
лежащего ниже "нейтральной зоны" (10-20 м от уровня земли и глубже).
Системы с вертикальными грунтовыми теплообменниками не требуют участков
большой площади и не зависят от интенсивности солнечной радиации,
падающей на поверхность земли. Если места у дома совсем немного, то
можно установить систему "воздух-вода".
А если рядом с домом есть река или водоем, то лучше всего будет система "вода-вода". (Читайте обзор видов котлов для отопления).
Пять неоспоримых плюсов
-
Оборудование компактно, работает тихо. Установка располагается в
специальном помещении, не нарушает целостность интерьера и концепцию
фасада здания, занимает немного пространства.
- Система работает в автоматическом режиме. Обслуживание установок
заключается в сезонном техническом осмотре и периодическом контроле
режима работы.
- Ежегодные расходы на геотермальное отопление в 4-6 раз меньше по сравнению с традиционными котлами и печами.
- Срок окупаемости оборудования в среднем 3-8 лет (в зависимости от площади дома и эксплуатационных условий).
- Тепловые насосы имеют срок службы до капитального ремонта не менее 20
лет. Работают они в автоматическом режиме, при эксплуатации требуется
лишь периодическая проверка показаний, сезонный техосмотр. Установки
даже высокой мощности безопасны, так как не связаны с горючими,
взрывоопасными материалами.
Не только тепло...
Тепловые насосы могут работать не только на обогрев дома. Они также охлаждают помещения и снабжают дом горячей водой.
Одна такая установка легко может заменить заменяет печь, водонагревательный котел и кондиционер.
…Но и ваш бизнес в будущем
На Западе давно поняли, что вкладывать средства в нестандартные
источники тепла — это не только престижно, но и выгодно. В некоторых
развитых странах мира законодательство даже обязывает своих
законопослушных граждан использовать для отопления тепловые насосы. А
тем домовладельцам, кто меняет газовый котел на тепловой насос,
государство даже предоставляет всевозможные льготы.
Тепловой насос потребляет мало электроэнергии, в нем ничего не сжигается
для получения тепла и, как следствие, — вредные вещества не
выбрасываются в атмосферу. Поэтому он является экологически чистым
оборудованием. Замена только одного газового отопительного котла на
тепловой насос позволяет снизить выбросы в атмосферу парниковых газов
примерно на 500 кг в год. Потому установка такого оборудования
приветствуется Киотским протоколом — Международным договором в области
охраны окружающей среды. Для справки: этот документ обязывает развитые
страны мира (в том числе и Украину) вести работу по снижению вредных
выбросов в атмосферу. Кстати, этим же документом предусмотрены квоты
тем, кто устанавливает оборудование, которое снижает выбросы парниковых
газов. И эти квоты хозяин дома может продавать. И не только квоты, но и
получаемое от теплового насоса тепло тем, кто своевременно не оценил все
плюсы "шарового" тепла. Дело в том, что тепловой насос производит
намного больше, чем потребляет. Так, за каждый потребленный кВт/ч вы
получаете от грунта бесплатный запас от 3 до 5 термических кВт/ч в
качестве тепла для отопления.
Автор: Тарас Майстренко
Источник: ДОМ.ua