REMONSTR.RU

Наиболее затратная по расходу энергии статья - отопление частного лома. Даже утепленный современный особняк требует для отоп-ления мощности не менее,80-100 Вт/м2. Таким образом, если площадь дома составляет 200 м2, только на отопление расходуется минимум 16 кВт тепловой энергии. Постоянное подорожание энергоносителей заставляет домовладельцев искать замену традиционным котлам - если не для срочной установки, то на не очень далекую перспективу. Одной из самых популярных альтернатив агрегатам на органическом топливе являются тепловые насосы - они экологически чистые, взрыво- и пожаробезопасные. При их работе не используются открытый огонь, опасные газы или их смеси. Ни одна деталь оборудования не нагревается до температур, способных вызвать воспламенение горючих материалов. Остановки агрегата не приводят к поломкам насоса или системы отопления в целом. 

КАК РАБОТАЕТ ТЕПЛОВОЙ НАСОС
Тепловой насос по принципу действия представляет собой "холодильник наоборот" или, говоря инженерным языком, "па-рокомпрессионную холодильную машину". Он перекачивает низкопотенциальную энергию из окружающей среды - земли, воздуха, воды внутрь дома, затрачивая на это определенное количество электроэнергии. Электроэнергии тратится немного - в 3-4 раза меньше, чем потребовалось бы на то, чтобы получить такое же количество тепла с помощью электронагревательных элементов. Коэффициент, который показывает, во сколько раз меньше используется электроэнергии, называется К   - коэффициент преобразования тепла. Несомненным преимуществом теплового насоса является его эко-логичность и то, что он не производит никаких вредных выбросов.

ВИДЫ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ
На сегодняшний день созданы агрегаты, способные утилизировать тепло из земли, воздуха или воды, в том числе - грунтовой, и передать его воздуху или воде внутри помещения. Исходя из источника тепла и его приемника тепловые насосы делят на шесть видов. Насосы, передающие тепло воздуху, менее распространены, поскольку воздушное отопление не очень удобно. Более популярны агрегаты, передающие тепло воде, которую затем можно подать в радиаторы или систему "теплый пол", использовать для получения горячей воды. Особенностью любого типа теплового насоса является возможность работы в обратном режиме. В этом состоянии происходит охлаждение внутренних помещений дома. Так можно эксплуатировать насос в жаркие месяцы года.

НАСОС "ЗЕМЛЯ-ВОДА"
Земля - наиболее универсальный источник рассеянного тепла. При горизонтальном исполнении трубопровод, в котором циркулирует жидкость, зарывают в землю на глубину ниже уровня промерзания почвы - не менее 1,5 м. Желательно большее заглубление, так как, например, на глубине 5 м температура практически постоянна в любое время года. Минимальное расстояние между трубами должно составлять 0,8-1 м. Предпочтительным является влажный грунт.
Необходимая энергия собирается теплообменником, заглубленным в землю, и аккумулируется в носителе, который затем насосом подается в испаритель и возвращается обратно за новой порцией тепла. В качестве такого переносчика энергии используют незамерзающую жидкость на основе этиленгликоля или пропиленгликоля.
Существует два типа коллекторов: грунтовой (горизонтальный) коллектор и грунтовой (вертикальный) зонд. Выбор зависит от особенностей участка, в частности - его площади. Первый агрегат представляет собой длинную трубу, горизонтально уложенную под слоем грунта на глубине 1,5-5 м. При вертикальном исполнении грунтового теплового насоса бурится скважина глубиной 60-200 м, в которую опускают U-образный трубопровод. Недостатком грунтовых насосов является большая протяженность земляного контура и ограниченный срок его службы, особенно в кислых почвах. Ориентировочное значение тепловой мощности на 1 м трубопровода составляет 20-30 Вт. Таким образом, для получения 10 кВт тепла необходим земляной контур длиной 350-500 м, который можно разместить на участке земли площадью 350-450 м2.
Срок службы грунтового коллектора зависит от кислотности почвы: при нормальной кислотности (рН 5,0) - 50- 75 лет, при повышенной (рН>5,0) - 25-З0.лет.

НАСОС "ВОДА-ВОДА"
Температура воды в незамерзающих водоемах не опускается ниже +4°С, а артезианская вода имеет почти постоянную температуру +10 °С. Учитывая, что при отборе тепла воду нельзя охлаждать ниже 0°С, перепад температуры на теплообменнике составляет несколько градусов. При этом для отбора необходимого количества тепла требуется увеличивать расход воды.
Контур отбора тепла из водоема может быть открытым или закрытым. В первом случае вода перекачивается через охладитель, охлаждается и возвращается в водоем. Такая система требует фильтрации подаваемой в охладитель воды и периодической чистки теплообменника. Закрытый контур укладывается на дно водоема. В этом случае насос аналогичен агрегату типа "земля-вода". Ориентировочное значение тепловой мощности на 1 м трубопровода закрытого контура составляет порядка 30 Вт, т. е. для получения 10 кВт тепла контур должен иметь длину 300 м. Аля того чтобы контур не всплывал, на 1 погонный метр необходимо устанавливать груз около 5 кг. Срок службы таких насосов составляет 25-50 лет.
Достоинством этого способа является небольшой объем земляных работ и сравнительная простота монтажа/демонтажа контура, если речь идет о наружном размещении, недостатком - необходимость наличия водоема рядом с домом.

НАСОС "ВОЗДУХ-ВОДА"
Это наиболее удобное с точки зрения монтажа решение. Насос такого типа извлекает низкопотенциальное тепло из воздуха - при монтаже не нужно закапывать контур или погружать насос в воду. Кроме того, срок его службы не ограничен сроком службы контура. Недостатком является большая изменчивость температуры воздуха, при этом эффективность теплового насоса значительно снижается. Например, изменение температуры наружного воздуха с+7°С до + 10°С приводит к снижению производительности теплового насоса в 1,5-2 раза. Поэтому насосы, использующие низкопотенциальное тепло воздуха, часто комбинируют с резервными источниками питания небольшой мощности, задача которых - работать несколько самых холодных недель в году.

ВЫБОР СИСТЕМЫ И ЕЕ МОЩНОСТИ
Для достижения экономии средств тепловые насосы часто эксплуатируют вместе с дополнительным источником тепла - например, с традиционным котлом, работающим на жидком топливе или электричестве. В таких случаях говорят о бивалентной схеме отопления. Лело в том, что расход тепловой энергии на отопление различен в зависимости от температуры воздуха. Если в случае с газовым котлом вопрос решается просто - установкой более мощного оборудования с модуляционной горелкой, мощность которого легко регулируется объемом сжигаемого газа, то выбор насоса большой мощности, покрывающий 100 % теплопотерь в самые холодные дни года, неоднозначен. Такой агрегат громоздок и дорог, а работать в полную силу он будет всего лишь несколько недель - по статистике, количество холодных дней не превышает 10-15 % от длительности отопительного сезона. Поэтому с целью экономии средств заказчика, мощность теплового насоса нередко выбирают равной 70-80 % от расчетной отопительной мощности. Такой агрегат будет покрывать все потребности дома в тепле до тех пор, пока уличная температура не опустится ниже определенногс расчетного уровня (температуры бивалентное™), например -10 °С. С этого момента в работу включается второй источник тепла. Обычно им служит небольшой электронагреватель, как вариант - жидкотопливный котел. Возможны и более сложные бивалентные схемы, например включение солнечного коллектора.
Конечно, можно подключить в качестве дополнительного источника тепла и газовый котел. Но такое решение мало распространено из-за того, что в местах, где имеется подвод газопровода, тепловой насос обычно не устанавливают. А решения с запасом сжиженного газа - редкость.

НЮАНСЫ УСТАНОВКИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ
Тепловой насос оправдывает себя только в хорошо утепленном здании. Чем больше разница температур теплоносителей во входном и выходном контурах, тем меньше коэффициент преобразования тепла, то есть меньше экономия электроэнергии. Поэтому экономически выгодно подключение агрегата к низкотемпературным системам отопления. Прежде всего, имеется в виду обогрев с помощью "теплых" водяных полов или теплым воздухом, а также низкотемпературными радиаторами. Но обогрев теплым воздухом - не самое лучшее решение с точки зрения гигиены помещения. Поэтому особой популярностью пользуются низкотемпературные "водяные" системы и "водяные" тепловые насосы.

НЮАНСЫ ЭКОНОМИИ
Тепловой насос потребляет в 3-4 раза меньше электроэнергии, чем потребовалось бы для обогрева помещения с помощью электронагревателей Однако не следует забывать, что на сегодняшний день стоимость отопления с помощью природного газа обходится в среднем в 3-4 раза меньше, чем если бы для этой целг использовалась электроэнергия.
То есть на данное время при условии, что имеется подвод природного газа, тепловой насос при эксплуатации не даст значительной экономии. Это связано с тем, что стоимость самого насоса и его установки в несколько ра: превышает стоимость газового оборудования. Пръ этом следует иметь ввиду, что подорожание газа - вопрос времени, причем длится это период может недолго. Если же подвода газовой трубы нет, отопление с помощью теплового насоса значительно выгоднее как электрического отопления, так и отопления с помощью дизельного топлива.
 

По материалам журнала "Приватный дом"