Геотермальное отопление дома

Тепловой насос, берем от жизни все!

Новые технологии с каждым днем все больше и больше упрощают жизнь людей, внося в нее комфорт и тепло. Иногда в прямом смысле этого слова, как и в случае с тепловым насосом. Это устройство забирает низко потенциальную энергию у источника и перекачивает ее потребителю, чаще всего имеющему большую температуру. Тепло можно забирать практически у всего вокруг: воздуха, грунта, водоемов. Энергоисточники с постоянно пополняющимся ресурсом особенно привлекают, во-первых, своей стабильностью, а, во-вторых, бесплатностью. Несмотря на это, тепловые насосы мало распространены в России. В Европе же, давно используют эту технологию, уповая на ее эффективность.

Если не вдаваться в подробности, то все устройство системы обогрева тепловым насосом поделено на три раздела:

1. Теплообменник, который также называют внешним контуром. Различные виды теплообменников характеризуются средой, в которой их прокладывают (грунт, водоемы). 
2. Тепловой насос – «сердце» отопительной системы. Работает по принципу холодильной машины, то есть забирает тепло у среды, и, в нашем случае, отдает потребителю. 
3. Внутренний контур охватывает само здание. По нему подается нагретая вода.

Тепловой насос для отопления дома, устройство и принцип его работы.

Тепло присутствует везде: над нами, вокруг нас и у нас под ногами. Сама природа, которую мы так неосмотрительно губим, предлагает нам почти бесплатную энергию. Почти, потому что для работы устройства, аккумулирующее это тепло все же необходимо использовать электричество. Правда, минимальное его количество. Таким устройством является тепловой насос.

А что такое тепловой насос?

Это прибор, который буквально выкачивает из земли или воды тепло. И направляет его в систему отопления и горячего водоснабжения. При работе теплового насоса энергия тратиться не на прямой нагрев систем отопления, а на перекачку тепла из окружающей среды в дом. Таким образом, основное преимущество теплового насоса перед привычными способами отопления - экономичность. Прибор потребляет на 80% меньше энергии чем, например, традиционные электрокотлы. Но кроме экономии владелец теплового насоса получает комфорт, прибор оснащен климат контролем и работает в автоматическом режиме. Так же экологичность, так как отсутствуют какие-либо выбросы в окружающую среду. Удобство при установке, монтаж не требует никаких согласований и бумажной волокиты. Безопасность, в тепловом насосе ничего не горит, он взрыво- и пожаробезопасен. Кроме того, работой насоса можно управлять на расстоянии при помощи интернета или телефона.

Как же работает современный тепловой насос?

Людям не посвященным, может показаться что, тепловой насос, это техническая диковинка, которую редко увидишь. На самом деле, сегодня с тепловым насосом знаком даже ребенок. Поскольку обычный, домашний холодильник, это тоже тепловой насос. Только тут наоборот, он выкачивает тепло из морозильной камеры и отдает его трубчатой решетке радиатору за задней стенкой холодильника. Которая от этого становиться теплой, а иногда даже горячей. Охлаждая морозильную камеру, холодильник согревает комнату, в которой установлен. Таким образом, холодильник по сути не устройство по созданию холода, а скорее машина для переноса тепла из одного места в другое. Тепловой насос имеет почти туже конструкцию, только более мощный и автоматизированный.

И так, как же действует тепловой насос?

Охлажденный теплоноситель, проходя по внешнему трубопроводу, нагревается на несколько градусов. Внутри теплового насоса теплоноситель, проходя через теплообменник называемым испарителем, отдает собранное из окружающей среды тепло во внутренний контур теплового насоса. Внутренний контур теплового насоса заполнен хладагентом. Хладагент имея очень низкую температуру кипения, проходя через испаритель превращается из жидкого состояния в газообразное. Это происходит при низком давлении и при температуре минус 5 градусов. Из испарителя газообразный хладагент попадает в компрессор, где он сжимается до высокого давления и высокой температуры. Далее, горячей газ поступает во второй теплообменник конденсатор. В конденсаторе происходит теплообмен между горячим газом и теплоносителем из обратного трубопровода системы отопления дома. Хладагент отдает свое тепло в систему отопления, охлаждается и снова переходит в жидкое состояние. А нагретый теплоноситель системы отопления поступает к отопительным приборам. При прохождении хладагента через редукционный клапан, давление понижается, хладагент попадает в испаритель, и цикл повторяется снова.

Откуда именно тепловой насос может черпать энергию?

Источником тепла может быть любой объект, который имеет температуру выше 1 градуса по Цельсию. Незамерзающий грунт на глубине, вода в реке или озеро подо льдом, вода в море вода из скважины, канализационные стоки и так далее. Этого тепла хватит для того, чтобы выдавать на выходе до 60 градусов. Для получения наибольшей эффективности теплового насоса необходимо правильно обустроить геотермические источники тепла. К наиболее часто применяемым источникам тепла относиться геотермический грунтовый зонд. Чтобы его использовать на приусадебном участке, необходимо пробурить вертикальную скважину. Глубина которой определяется по тепловой потребности дома и зависит также от места геологических особенностей грунта. В эту скважину вставляется зонд, содержащий специальную жидкость теплоноситель, который получает тепло из грунта и передает его к тепловому насосу. Нередко вместо вертикальных геозондов применяются геозонды наклонные. Их использование обусловлено рядом причин. Например, местом установки, так как не на всех земельных участках есть возможность уйти на большую глубину при бурении скважин. Горизонтальные грунтовые коллекторы так же используют тепло земли, но не через глубинные скважины, а через большое геоколлекторное поле, которое укладывается ниже границы замерзания грунта. Если есть грунтовые воды, то рекомендуется применение колодезной установки, из которой теплая вода с температурой 10 градусов направлена к тепловому насосу, где отбирается часть тепла, охлажденная примерно до 3 градусов вода возвращается в грунт. Для получения энергии используется также уличный воздух. Он выступает в роли источника низкопотенциального тепла. Отобранное тепло передается к тепловому насосу, который работает на повышение температуры. Затем тепло поступает в систему отопления.

Как сделать работу теплового насоса эффективнее?

Продуктивность теплового насоса зависит не только от источника тепла и способа его получения. Немаловажную роль играет в доме установленная отопительная система. Наиболее эффективно тепловой насос работает в тандеме системы теплый пол или с файколами, вентиляторными теплообменниками. Дело в том, что тепловой насос работает продуктивнее при температуре от 40 до 55 градусов на выходе. Что как раз и соответствует температурам теплоносителей в упомянутых отопительных системах. При работе с радиаторами эффективность работы тепловых насосов будет снижаться, в этом случаи придется увеличить мощность радиаторов. Если все же оценивать эффективность с точки зрения экономических показателей, то наибольший производительностью обладают комбинированные генераторы тепла. Например, теплонасосная солнечная система. Принцип ее действия заключается в объединении работы теплового насоса и солнечного коллектора. Когда солнечной системы достаточно, коллекторы полностью обеспечивают нужды системы отопления и горячего водоснабжения. В это время тепловой насос не работает и соответственно не потребляет электрическую энергию, сохраняя свой моторесурс. При недостаточном количестве солнечной энергии, гелиевая система все равно вырабатывает минимальное количество тепловой энергии, а остальное тепло вырабатывает тепловой насос. Стоит отметить, что установка с тепловым насосом имеет два режима работы: зима и лето. В режиме зима - тепловой насос работает по обычной схеме, берет тепло из скважины и отдает его системе отопления. При включении активного охлаждения в режиме лето - тепловой насос подключают между системой скважины и кондиционирование, и заставляют его работать в обратную сторону. То есть брать тепло из системы кондиционирования и отдавать его скважине.

Как же рассчитать необходимую мощность теплового насоса для отопления дома и не ошибиться при выборе геозондов?

Все расчеты производятся инженером-проектировщиком по специальным методикам. Что бы определить требуемую мощность теплового насоса, для начала требуется рассчитать тепловые потери проектированного здания. При этом учитываются все основные параметры дома: материал из которого он построен, ориентация по сторонам света, количество и размер окон и так далее. Определив тепловую нагрузку здания, можно переходить к вычерчиванию теплового оборудования на участке.

На сколько выгодно использование тепловых насосов?

Мы уже убедились, что тепловой насос это экологично, безопасно, удобно и высокотехнологично. Но все же, насколько его использование выгоднее по сравнению с другими видами отопительного оборудования? Для того чтобы понять, какой способ отопления подходит именно Вам, можно заполнить специальную расчетную таблицу. В таблице перечислены основные виды топлива и учтены все затраты: стоимость самого топлива, оборудования, монтаж, техобслуживание и так далее. Критерием служит суммарная стоимость всех затрат за период эксплуатации оборудования. Внеся в таблицу персональные данные, можно оценить стоимость отопления для Ваших условий. В нашей стране появляется все больше людей, по достоинству оценивающих преимущество энергосберегающих технологий. А следовательно, растет качество и профессионализм Компании «АкваГео Холдинг», готовой качественно и в срок воплощать в жизнь подобные проекты.