Тепловой насос — давно известная разработка, эффективность которой является предметом многочисленных споров. Тепловой насос работает по схожему с холодильником принципу, только он не выкачивает тепло изнутри морозильного шкафа, а обеспечивает его циркуляцию между окружающей средой и домом.
Как работает тепловой насос
Тепло, как энергия, присутствует повсеместно. Глубина промерзания земли в Московской области составляет в среднем 1,5 м., ниже этого уровня даже зимой находится грунт с плюсовой температурой. Грунтовые воды не замерзают круглый год, ведь их температура выше нуля. Если погрузить в такую среду зонд или контур с теплоносителем, то он будет собирать энергию и передавать ее потребителю.
Воздушные тепловые насосы берут тепло из атмосферы. Для большинства российских регионов они не подходят: когда зимой температура опустится до -30℃, отобрать из воздуха полезное тепло не получится даже при использовании передового оборудования и лучшей марки фреона.
Тепловой насос отвечает за постоянное перекачивание жидкости в системе. При прохождении испарителя, компрессора и конденсатора тепло аккумулируется до состояния, достаточного для нагрева теплоносителя уже в системе отопления дома.
Источник тепла — любой объект с температурой выше 0℃. При контакте теплоносителя с ним, энергия передается фреону, который в испарителе из жидкого состояния переходит в газообразное. Газ подается в компрессор, где сжимается с выделением тепла. Нагревание в таких установках напрямую зависит от давления. Есть два основных варианта сжатия:
- до 12 атмосфер с получением +35℃;
- до 28 атмосфер с получением +65℃.
В первом случае теплоноситель подходит для подачи в теплые полы и внутренние блоки кондиционеров, обдувающие помещение подогретым воздухом. Если подать теплоноситель в радиаторы, то эффективного обогрева комнаты не будет или придется соразмерно увеличивать площадь батарей. Здесь нужен более горячий теплоноситель, подогретый до +65℃. Получить его с помощью теплового насоса можно, но вырастет расход энергии на сжатие, а значит, вырастет потребление электроэнергии.
Стоит ли устанавливать тепловой насос
Стоит, если вы понимаете принцип его работы, а расчеты показывают оправданность технического решения. Нужно оценить теплопотери дома, исходя из его площади, материала стен, утепления, размеров и конфигурации окон. Конечная цифра выводится в киловаттах: если теплопотери составляют, к примеру, 10 кВт, то именно такой мощности насос и нужно устанавливать на участке.
Как получить необходимый выход тепла? Есть два варианта — бурить скважину на большую глубину или укладывать горизонтальный контур. Второй вариант дешевле, но для его реализации надо иметь серьезную площадь участка и быть готовым на этапе закладки труб с теплоносителем полностью перекопать его траншеями. Коммуникации закладываются ниже уровня промерзания.
Можно бурить скважину и искать уже не гарантированные +2℃, а значительно более теплую среду на серьезной глубине. В таком случае один-два зонда с теплоносителем будут собирать необходимое количество энергии. Здесь нет такой уверенности как в случае с горизонтальным контуром. Бурить приходится и на 100 метров, и глубже, поэтому и процесс, и результат может неприятно удивить.
Даже если получится добуриться до грунтовых вод температурой +8℃ и поставить их на службу, нет гарантии того, какое время система сможет работать без сбоев. Например, из-за содержания железа и всевозможных солей в воде может быстро и неожиданно выйти из строя теплообменник. Нет и гарантии непрерывного течения источника тепла. Вода может просто уйти из скважины, и при отсутствии страховочной автоматики можно лишиться теплообменника: он перемерзнет и лопнет.
Схема со скважинами работает, но требует постоянного контроля и обслуживания. Да, экономия тут достигается за счет постоянного поступления тепла от воды, но вся она тратится на работу погружного насоса, отвечающего за перекачивание.
Замкнутые системы — самые надежные
Своими руками можно собрать тепловой насос в любой конфигурации. Системы с закрытым контуром практически вечны, при их работе нет осадка на теплообменнике, как и риска замерзания или разрыва какого-либа из элементов. В данном случае тоже можно использовать скважины, но в них уже погружаются трубы с теплоносителем.
Сюда же относится горизонтальный контур. Трубы при его укладке вкапываются минимум на 1,5 м., и расстояние между ними для исключения взаимного воздействия составляет около 1 м. Чтобы получить 10 кВт тепловой энергии, для климатических условий Московской области нужны 5-6 соток земли. Все они будут использоваться под укладку контура для отбора геотермальной энергии, за исключением площадки под домом. Это дешево, если коттедж только строится и участок свободен: далеко не все владельцы уже обжитых домов согласятся на такие манипуляции.
Если необходимой площади для укладки контуров нет, придется бурить скважины — горизонтальные или наклонные. Работает простая математика — 600 погонных метров уложенного горизонтально кабеля можно заменить тем же количеством метров глубины скважин, то есть пробурить их 6 штук на 100 м. (или 12 штук на 50 м.).
Немного о стоимости
Обустройство теплового насоса под ключ с горизонтальным контуром мощностью 10 кВт обойдется в 500-600 тысяч рублей. Такой мощности отопления достаточно для дома в Московской области площадью около 150 квадратных метров, то есть в регионе, где морозы могут опускаться и до -30℃. Длина труб контура для описанной системы — 600 м. Серьезного обслуживания оборудование и коммуникации не требуют. Если монтировать тепловой насос не своими руками, а с привлечением компании-установщика, то нормальной практикой является выдача 10-летней гарантии на бесперебойную работу.
Под край передней части подложили кирпичики. Так получилось устойчивее. Проверили по уровню, чтобы не было наклона. Второй поддон положили на нижний в нахлëст, оставив примерно две трети на площадку. Чтобы ступеньки были повыше, под крайнюю часть подложили доску. 
То же самое проделали с третьей ступенькой. Таким образом сверху получилась большая площадка. При желании можно было закрепить саморезами, но у нас и так конструкция плотная. Ещё мы закрыли большие щели между досками в поддонах узкими планками, чтобы ноги не проваливались.
Прикрутили горизонтальную планку таким образом, чтобы вокруг окна оставался зазор по 2 см для дальнейшего заполнения пеной. Под ней для устойчивости установили подпорки из бруса 100*100 мм. Они будут являться дополнительным крепежом для сендвич панелей. Достали стёкла из рамы, вставили её в наш проём, выровняли деревянными клиньями и внутри пластиковой рамы просверлили отверстия насквозь примерно через каждые 50 см и закрепили её дюбелями к деревянному основанию. Щель по периметру заполнили монтажной пеной и после высыхания удалили её избытки канцелярским ножом.
Осталось совсем ничего - зашить нашу террасу, сделать наличники и откосы!
Если поменять расположение вентилятора, то может получиться либо приточная система, либо вытяжная.
Комментарии (4)