С каждым днем на Земле становится все меньше природных энергоресурсов, поэтому альтернативная энергетика приобретает все большую популярность. Электроэнергия и тепловая энергия, которые вырабатываются, используются для обогрева частных домов и для повседневных нужд. Тепловой насос считается одной из альтернатив газу и углю.
Содержание:
Тепловые насосы для отопления дома: принцип действия системы и насколько все это экономично? Ведь прежде чем установить это устройство для обогрева собственного жилища хочется разобраться в тонкостях его работы и оценить финансовые затраты на «дешевую» «зеленую» энергию.
Особенности функционирования
Как работает тепловой насос для отопления дома? Многие даже не подозревают, что с принципом работы этого агрегата они знакомы с детства. В любом доме есть обыкновенный холодильник – функционирует он благодаря абсолютно тем же физическим законам, что и тепловой насос. Только задача его не обогревать, а охлаждать.
Внутри стандартного теплового насоса есть:
- испаритель – теплообменник, где рассеянное уличное тепло отдается хладагенту (чаще всего это фреон);
- компрессор – нужен для сжатия хладагента, в результате чего у того повышается температура;
- конденсатор – теплообменник отопительного контура, бойлер для подогрева воды либо воздуха;
- расширительный, дроссельный клапан – служит для уменьшения давления хладагента перед впрыском его в испаритель.
Изнутри все это функционирует так. Жидкость с плюсовой температурой пропускают через испаритель, где она охлаждается хладагентом на какие-то 5-10 С. Далее эти небольшие градусы оказываются в компрессоре, где фреон сжимается. Это приводит к повышению его температуры.
А затем в конденсаторе происходит отдача всего этого тепла воде, которую используют для горячего водоснабжения или контура отопления. Либо напрямую с помощью комнатного конвектора нагревают воздух в жилых помещениях.
Различаются четыре основных вида:
- Вода-Воздух.
- Грунт-Вода.
- Воздух-Воздух.
- Вода-Вода.
Первым идет источник рассеянного тепла: грунт, атмосферный воздух либо вода из любого близлежащего водоема. А вторым теплоноситель, с помощью которого полученная теплоэнергия распределяется по жилищу. Это может быть вода в батареях или сам комнатный воздух.
Внешне же отопление дома с помощью тепловых насосов выглядит следующим образом:
- на улице монтируется зонд для забора тепла (разветвленная система труб в грунте или водоеме либо воздушный насос);
- в подсобном помещении устанавливается как таковой вышеописанный тепловой насос с испарителем и бойлером;
- и тепловой контур для распределения теплоэнергии по строению.
Разобравшись с принципом работы теплового насоса для отопления дома можно перейти к рассмотрению всех его плюсов и недостатков.
Пять основных преимуществ
Каждый продавец расхваливает свой товар. Когда начинаешь выбирать модель теплового насоса отопления, менеджер специализированного магазина всегда назовет пять его плюсов.
- Безопасность.
- Экологичность.
- Повсеместность применения.
- Универсальность использования.
- Экономическая эффективность.
Все великолепно, но если тщательно разобраться с каждым пунктом всплывают некоторые нюансы.
С вопросом безопасности и экологичностью сложно поспорить. Взрываться и воспламеняться попросту нечему. Хладагенты в современных моделях абсолютно безвредны и для природы и для человека.
Тепловая энергия в рассеянном виде действительно есть в наличии в любом уголке планеты, но есть ли там электричество. Ведь для функционирования любого теплового насоса непременно требуется бесперебойное электроснабжение. Если на электросетях случится авария, то дом останется и без электричества и без тепла. Чтобы не допустить этого необходимо будет запастись дополнительным дизель-генератором. Для чего опять же нужно топливо, об экологичности и безопасности которого сложно уже говорить. Получается замкнутый круг.
Тепловой насос способен не только обогревать коттедж в холода, но и в жаркое время охлаждать его. Однако гораздо дешевле приобрести обыкновенный кондиционер. Это будет намного экономичней в частном доме.
А вот экономическую эффективность такого отопления следует рассмотреть несколько подробней.
Экономическая составляющая системы
Для получения 10 кВт теплоэнергии на обогрев коттеджа придется потратить 2-3 кВт энергии электрической, без которой компрессор попросту не в состоянии работать. КПД в 300-500% привлечет практически каждого.
Однако на практике самый бюджетный вариант такого обогрева – это воздушный тепловой насос для отопления дома, закачивающий в испаритель для получения тепла воздух с улицы. Действительно, при атмосферных температурах от нуля до +10-15 С получаются те самые 500% КПД.
А вот уже при отрицательных температурах производительность резко падает. И при серьезных заморозках вообще уходит в минус. То есть для получения необходимого объема тепла придется электроэнергии затратить больше этой самой тепловой энергии в киловаттах.
Единственным решением в регионах с серьезными морозами является установка тепловых насосов отопления, которые качают тепло не из воздуха, а из земли либо воды. Но здесь сразу же встает вопрос стоимость создания подобной системы.
Если под жилищем есть гидротермальные источники, то все будет достаточно привлекательным с финансовой точки зрения. Со временем все окупится.
А вот при обустройстве геотермальной системы придется заглубляться в грунт на 5-6 м и более при внешнем горизонтальном теплообменнике, и на 100-150 м при вертикальном варианте. Для понимания масштабов работ — при горизонтальной системе трубопроводов на каждый киловатт выдаваемой мощности нужно около 50 квадратов площади на участке. Копать придется много.
Безусловно, стоимость всех этих работ будет значительной. В каждом случае нужно считать индивидуально – оправданы ли такие затраты или нет. Часто более приемлемым будет тот или иной вариант отопления с помощью электричества.
Также интересно: огромный спектр проектно-монтажных работ предоставляет компания Стандарт Климат. Прекрасное качество и отличные цены.