Теплый дом. Чем и когда выгодно отапливать дом. Часть 2

Как выбрать тепловой насос

Тепловой насос отзывы (ТН) справедливо сравнивают с обыкновенным холодильником. В обоих есть испаритель, компрессор, конденсатор и дросселирующее устройство. Цикл работы у холодильника и насоса абсолютно одинаков, разнятся только параметры настройки. Даже внешне, размерами и формой, они похожи друг на друга.
Холодильник работает, выкачивая тепло наружу, тепловой насос, наоборот, нагнетает тепло с улицы, из почвы и воды в дом. Говоря научным языком, ТН реализует обратный термодинамический цикл, отбирая низкопотенциальное тепло у грунта, воздуха или воды. Передача тепла производится хладагентом (фреоном), как в обычном холодильнике, только наоборот. 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 расширителе при низком давлении и температуре –5°C переходит из жидкого состояния в газообразное. Компрессор сжимает хладагент до высокой температуры, горячий газ поступает во второй теплообменник, где происходит передача тепла в систему отопления. Хладагент, охладившись при этом, становится вновь жидкостью, а нагретый теплоноситель внутреннего контура подает тепло потребителю.
Конструкция ТН состоит из двух частей: непосредственно «холодильника наоборот», его обычно располагают в отдельном помещении, и системы специальных трубопроводов, которые могут быть уложены в грунт горизонтально или вертикально, либо опущены на дно водоема, либо же 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.
ТН позволяет использовать теплоноситель с температурой от –4 до +27°C при работе на обогрев и от +10 до +43°С при работе на охлаждение. Примерно три четверти необходимой для отопления энергии тепловой насос получает из окружающей среды, для остальной четверти ему необходимо электричество – в качестве движущей энергии.
Тепловые насосы бывают трех видов: «грунт-грунт», «грунт-вода», «грунт-воздух».
ТН «грунт-грунт». Грунт – наиболее универсальный источник рассеянного тепла. С одной стороны, он аккумулирует солнечную энергию, а с другой – подогревается изнутри, от ядра земли, и на глубине пяти-семи метров температура в течение всего года практически всегда постоянна.
Схема работы ТН «грунт-грунт» такова. Необходимая энергия собирается теплообменником, заглубленным в землю, и аккумулируется в теплоносителе. 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: грунтовый коллектор и грунтовый зонд.
Грунтовый коллектор (горизонтальный) представляет собой длинную трубу, горизонтально уложенную под слоем грунта. Грунтовые зонды (вертикальные коллекторы) – это система длинных труб, опускаемых в глубокую скважину (50–150 м).
ТН «вода-вода». Источником тепла могут быть поверхностные (реки, озера) или почвенные воды, а также сбросовая вода технологических установок.
ТН «вода-воздух». По сути, тепловые насосы данного типа – это современные кондиционеры, которые могут не только охлаждать летом, но и обогревать зимой. Они дешевы в установке, поскольку не требуют прокладки внешнего коллектора, довольно экономичны и нешумны. ТН «вода-воздух» могут выпускаться в двух вариантах исполнения:
– вариант моноблок (руфтоп);
– вариант «сплит», при этом внешний блок является тепловым насосом типа «воздух-вода», а в качестве внутренних блоков выступают фанкойлы.

О затратах
Тепловой насос использует тепло, рассеянное в окружающей среде: в земле, воде, воздухе (специалисты называют его низкопотенциальным теплом.) Затратив 1 кВт электроэнергии в приводе насоса, можно получить 3-4 кВт тепловой энергии. Тепловые насосы применяют, чтобы отапливать дома, готовить горячую воду, охлаждать или осушать воздух в комнатах, вентилировать помещения.

Как выбрать тепловой насос
Воздух – самый доступный источник тепла, однако задействовать систему «воздух» в наших климатических условиях затруднительно. Эффективно она работает лишь при температуре до –15°C, а у нас бывают морозы и покрепче.
Использование грунтовых вод обычно связано с хлопотным получением разрешения в соответствующих ведомствах. Кроме того, этот источник не всегда доступен. Поэтому наибольшее распространение в загородном домостроении получили сегодня ТН, добывающие энергию из грунта – отличного аккумулятора тепла, имеющего на глубине от 10 м круглый год относительного одинаковую температуру.
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 один-три метра, но ниже уровня промерзания грунта в зимнее время). При этом не рекомендуется высаживать на этой территории деревья с мощной корневой системой, потому что они могут повредить трубы. Лучше устроить на этом месте газон или детскую площадку, установить беседку или альпийскую горку.
Если участок невелик, 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.
Если места у дома совсем немного, рекомендуется установить систему «воздух».
А если рядом с коттеджем есть река или водоем, наиболее оптимальной будет система «вода».

Тепло от Солнца
Получить от небесного светила как можно больше тепла и нагреть с его помощью воду, независимо от погоды и времени года, позволяет гелиоустановка – устройство для преобразования солнечной энергии в другие виды. Основной элемент конструкции – солнечный коллектор (гелиоколлектор) – он преобразовывает солнечную энергию в тепловую. Солнечные лучи падают на коллектор и поглощаются, тем самым нагревают до температуры 90–140°C теплоноситель (обычно незамерзающая нетоксичная жидкость), который циркулирует в коллекторе. По трубопроводам высокотемпературный теплоноситель подается в бак-аккумулятор, нагревая в нем воду. Воду используют для горячего водоснабжения, реже – для обогрева дома, а остывший теплоноситель возвращается в коллектор. Этот процесс повторяется многократно.
Если температура в коллекторе превышает температуру в водонагревателе, то циркуляционный насос в комплексной распределительной гелиостанции перекачивает нагретый теплоноситель по трубопроводам в бак-водонагреватель (накопительный бак).
Коллектор можно установить где угодно, например, на кровле здания, на открытых площадках, на земле, скажем, возле бассейна или на балконе. Солнечные коллекторы могут устанавливаться на любом пространстве: как горизонтальном – крыши зданий, техплощадки, так и вертикальном – балконы. При этом экспозиция (север-юг) и угол наклона (0–90°) оказывают влияние на эффективность работы всей системы. Максимально эффективна южная ориентация. Функционирование системы возможно в любое время года и погоду, наибольшая производительность приходится на период весна-лето-осень.
Солнечные коллекторы можно подключить к уже действующей системе отопления и горячего водоснабжения.

Как выбрать гелиосистему
Решающими факторами при выборе гелиосистемы являются: количество проживающих в доме людей, тип и количество санитарно-технических приборов, а также необходимый расход горячей воды – высокий или экономный. Для оптимального нагрева выбранного объема бака требуется определенное количество солнечных коллекторов. Также следует обратить внимание на аспект возможности оптимального размещения поглощающих поверхностей солнечного излучения: на кровле, в кровле, на фасаде или же на незатененном участке земли. От этого зависит выбор типа и стоимость креплений и подключений коллекторов между собой.

Автор: Александра Петрова
Источник: Украинский Строительный Каталог (Секреты успешной стройки)