Все большее количество людей сейчас приобретают загородный участок с более спокойной экологической обстановкой и строят современный, удобный, комфортный и теплый дом. Самыми распространенным и эффективным способами отопления частных домов является газовое отопление или электрическое. Но, в первом случае, не всегда рядом есть газовая магистраль, к которой можно подключится. Ежемесячная квитанция за электричество может совсем не порадовать, во втором случае. Тогда на помощь приходят альтернативные способы отопления. Одним из таких является отопление тепловым насосом.
Многие люди даже не подозревают о существовании такого способа. Может слышали, но не знают, как выглядит тепловой насос, как он работает из каких частей состоит. В этой статье мы хотим вас познакомить с таким способом получения тепла для вашего дома и рассказать о всех его достоинствах и недостатках.
Тепловой насос это…
Тепловой насос – это «тепловой котел», который отнимает тепло от земли, воды, воздуха и передает его в систему отопления. Он является альтернативным источником получения недорогой энергии без нанесения вреда окружающей среде.
На землю непрерывно поступают потоки солнечных лучей: часть этого тепла отдается атмосферному воздуху, другую часть поглощает поверхность земли. Происходит запас тепловой энергии. Кроме того, на глубине 1,5-2 метра и ниже температура держится +8 ̊С (геотермальное тепло земли), в холодное время года на глубине вод температура бывает +4-6 ̊С.
Эти виды тепла насос поглощает, повышает температуру рабочей жидкости и передает отопительному контуру в зимний период. Он также имеет возможность работать в обратном направлении – при подключении к режиму «лето» тепловой насос берет тепло из дома и отдает его источнику тепла в зимний период (воздуху, земле, воде). Так одним оборудованием можно решить вопрос отопления и кондиционирования.
Классификация по источнику поглощаемого тепла:
- Геотермальные: источником энергии выступает грунт или вода.
- Воздушные: тепло забирается из атмосферы.
- Использующие вторичное тепло: в качестве источника тепла используются воздух, вода, канализационные стоки.
По виду теплоносителя входного/выходного контура:
- Тепловые насосы «воздух-воздух». Эти тепловые насосы отнимают тепло у воздуха окружающей среды и передают его уже нужной температуры в отапливаемое помещение.
- Тепловые насосы «вода-вода». Используется тепло грунтовых вод, которое передается воде для отопления и горячего водоснабжения.
- Тепловые насосы «воздух-вода». Атмосферное тепло используется для водяного отопления.
- Тепловые насосы «грунт-вода». Трубы прокладываются под землей, и по ним циркулирует вода, забирающая тепло из грунта.
Рабочим веществом в тепловом насосе является хладогент (фреон). Он имеет способность забирать теплоту от охлаждаемого объекта в процессе испарения и передавать тепло в процессе конденсации. Фреон способен закипать при низких и даже при отрицательных температурах. Он может переходить из жидкого в газообразное состояние и наоборот. Основные элементы теплового насоса:
- Компрессор
- Конденсатор
- Дроссельный клапан
- Испаритель
Расскажем принцип работы теплового насоса на примере воздушного типа (воздух-вода). Окружающий нас атмосферный воздух всегда содержит тепловую энергию, даже холодный воздух зимой. Чтобы использовать это тепло для системы отопления, нужно повысить его температурный уровень. Работа насоса состоит из трех циклов:
- Сбор тепла из окружающей среды (воздуха). Чтобы хладогент нагрелся необходим процесс получения пара. Этого можно достичь за счет испарителя. С помощью мощного вентилятора происходит забор воздуха из окружающей среды. Он обдувает внешний блок испарителя, внутри которого циркулирует фреон, имеющий низкое давление (температура его всегда ниже температуры окружающего воздуха). Он нагревается.
- Повышение температурного уровня. Поглощая тепло воздуха, рабочая жидкость кипит и переходит в парообразное состояние. Компрессор сжимает ее пары, что вызывает повышение их температуры. Примером может служить велосипедный насос, зажатый пальцем при качании – он нагревается. В этом случае сжатые пары хладогента становятся горячими, чтобы использовать это тепло для нагревания системы отопления.
- Использование тепла для нагрева. В компрессоре хладогент отдает свое тепло системе отопления и ГВС, при этом он охлаждается и снова становится жидким. Но пока он все еще находится под высоким давлением и слишком теплый, чтобы снова поглощать тепло окружающей среды. Для этого его охлаждают еще больше. Давление хладогента понижается при прохождении дроссельного клапана. При этом также резко понижается его температура. Теперь фреон снова может поглощать тепло окружающей среды. Цикл замыкается.
Эффективная работа теплового насоса
Все тепловые насосы имеют КПТ (коэффициент преобразования тепла). Этот коэффициент показывает отношение полученной тепловой энергии к затраченной электроэнергии на работу насоса. Например, мы потратили на работу 1 кВт электроэнергии, а получили 4 кВт тепловой мощности. Вывод: на 3 кВт тепловой энергии мы ничего не затратили.
Немаловажную роль играет отопительная система, установленная в здании. Наиболее эффективно насос работает с низкотемпературными системами: теплый пол, воздушное отопление, когда температура теплоносителя на выходе составляет до 35 ̊С. Таких параметров теплоносителя вполне достаточно, чтобы в любой мороз у вас в доме была комфортная температура. Иначе у него падает КПД. При работе с радиаторным отоплением эффективность тепловых насосов снижается, в этом случае потребуется увеличить мощность радиаторов.
Достоинства и недостатки тепловых насосов
В современном мире такие отопительные аппараты нашли широкое применение в Европе. Разные источники гласят о том, что почти 70% новых зданий оборудуют тепловыми насосами. И это не трудно объяснить, так как оборудование имеет много достоинств:
1. Большой срок службы
Более 25 лет.
2. Пожаробезопасность
Насос не имеет огня, от которого что-то может загореться. Его детали не перегреваются.
3. Отсутствие вреда для человека и окружающей среды
При работе оборудования нет продуктов сгорания, выделения углекислого газа и других вредных отходов.
4. Экономическая эффективность
Электроэнергия необходима только для работы вентилятора и компрессора. Потребляет энергии меньше, чем производит.
5. Многофункциональность
Тепловые насосы оснащены реверсивным клапаном – они способны не только обогревать дом зимой, но и работать на охлаждение в летнее время.
6. Простота в использовании
Из недостатков можно выделить:
1. Стоимость
В этот пункт можно включить стоимость самого насоса и монтаж инженерных систем для него. Например, чтобы поставить геотермальный насос нужно сделать несколько скважин для его функционирования.
2. Большая площадь
Это касается только геотермальных насосов в случае горизонтальной укладки труб у вас на участке.
3. Окупаемость
Оборудование и установка тепловых насосов довольно дорого стоит. У них свой срок окупаемости. Сначала он может показаться большим, но если разобраться в цифрах в квитанции, которые приходят ежемесячно за электричество и учесть, что этот аппарат работает на ГВС и на кондиционирование, то оборудование окупает себя очень быстро и начнет экономить ваш бюджет.
В нашем регионе такие отопительные системы уже установлены на объектах и показывают себя только с лучшей стороны. Правильно подобранные инженерные системы – это залог вашего комфорта и эксплуатационных характеристик.
Перейдите по ссылке, чтобы узнать стоимость установки системы отопления. Специалисты «СтройЭлит» с удовольствием проведут бесплатную консультацию и сориентируют вас в большом многообразии систем отопления для дома.
