Тепловой насос — это хорошо известная разработка, эффективность которой является предметом многочисленных дискуссий. Тепловой насос работает по тому же принципу, что и холодильник, за исключением того, что он не перекачивает тепло изнутри морозильной камеры, а передает его между комнатой и домом.
Как работает тепловой насос
Тепло, как и энергия, вездесуще. Глубина промерзания грунта в Подмосковье составляет в среднем 1,5 м, ниже этого уровня даже зимой бывает грунт с положительной температурой. Подземные воды не замерзают круглый год, так как их температура выше нуля. Если зонд или контур с хладагентом погрузить в такую среду, он будет собирать энергию и передавать ее потребителю.
Тепловые насосы с воздушным источником поглощают тепло из атмосферы. Они не подходят для большинства регионов России: когда температура зимой опускается до -30 ℃, забрать полезное тепло из воздуха не удастся даже при использовании современного оборудования и лучших марок фреонов.
Тепловой насос отвечает за постоянную подачу жидкости в систему. Во время прохождения испарителя, компрессора и конденсатора накапливается тепло в состоянии, достаточном для нагрева теплоносителя, уже присутствующего в системе отопления дома.
Источник тепла: любой объект с температурой выше 0 ℃. При контакте с ним теплоносителя энергия передается фреону, который в испарителе переходит из жидкого состояния в газообразное. Газ подается в компрессор, где он сжимается, выделяя тепло. Нагрев в таких установках напрямую зависит от давления. Есть два основных варианта сжатия:
- до 12 атмосфер с получением + 35℃;
- до 28 атмосфер при + 65℃.
В первом случае теплоноситель подходит для обеспечения теплых полов и внутренних блоков кондиционеров, нагнетающих в комнату теплый воздух. Если снабдить радиаторы теплоносителем, не будет эффективного обогрева помещения либо придется пропорционально увеличивать площадь батарей. Здесь нужна более теплая охлаждающая жидкость, нагретая до + 65 ℃. Этого можно добиться с помощью теплового насоса, но это увеличит потребление энергии на сжатие, а это значит, что потребление энергии возрастет.
Стоит ли устанавливать тепловой насос
Стоит, если вы понимаете принцип его работы и расчеты показывают обоснованность технического решения. Необходимо оценить теплопотери дома, исходя из его площади, материала стен, утеплителя, размеров и конфигурации окон. Итоговая цифра отображается в киловаттах — если теплопотери составляют, например, 10 кВт, именно такой мощности насос необходимо установить на участке.
Как получить необходимую тепловую мощность? Есть два варианта: пробурить скважину на большую глубину или проложить горизонтальный контур. Второй вариант дешевле, но для его реализации необходимо иметь серьезную площадь участка и быть готовым на этапе прокладки труб с теплоносителем полностью врыть его в траншеи. Коммуникации размещены ниже уровня заморозки.
Вы можете пробурить скважину и искать незащищенные +2, но гораздо более теплые условия на большой глубине. В этом случае один или два зонда с хладагентом соберут необходимое количество энергии. Нет такой безопасности, как в случае с горизонтальным контуром. Бурение необходимо производить как на 100 метров, так и на глубину, поэтому и процесс, и результат могут неприятно удивить.
Хотя можно пробурить грунтовые воды с температурой + 8 ℃ и ввести их в эксплуатацию, нет гарантии, как долго система сможет работать без сбоев. Например, из-за содержания железа и всевозможных солей в воде теплообменник может выйти из строя быстро и неожиданно. Также нет гарантии непрерывного потока источника тепла. Вода может просто уйти из колодца, а при отсутствии автоматических предохранительных устройств можно потерять теплообменник — он замерзнет и лопнет.
Схема скважины работает, но требует постоянного контроля и обслуживания. Да, здесь достигается экономия за счет постоянной подачи тепла от воды, но все уходит на работу погружного насоса, который отвечает за откачку.
Замкнутые системы — самые надежные
Собирать тепловой насос в любой конфигурации можно своими руками. Замкнутые системы практически вечны, в процессе их эксплуатации на теплообменнике отсутствует нагар, а также риск замерзания или поломки какого-либо из элементов. В этом случае также можно использовать колодцы, но трубы с теплоносителем уже погружены в них.
Это также включает в себя горизонтальный контур. При прокладке трубы выкапываются не менее чем на 1,5 м и расстояние между ними для исключения взаимного влияния составляет около 1 м. Для получения 10 кВт тепловой энергии, для климатических условий Подмосковья необходимо 5-6 соток земли нужный. Все будет использовано для прокладки контура добычи геотермальной энергии, за исключением участка под домом. Недорого, если коттедж только что построен, а участок свободный — такие манипуляции устроят далеко не каждый хозяин уже заселенных домов.
Если необходимого участка для прокладки контуров нет, придется бурить скважины — горизонтальные или наклонные. Простые математические выкладки: 600 погонных метров горизонтально проложенного кабеля можно заменить на такое же количество метров глубиной, как скважина, то есть бурение 6 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 обогрева хватит для дома в Подмосковье площадью около 150 квадратных метров, то есть в регионе, где морозы могут опускаться до -30 ℃. Длина трубопроводов контура для описываемой системы составляет 600 м. Оборудование и коммуникации не требуют серьезного обслуживания. Если вы устанавливаете тепловой насос не своими руками, а с привлечением установщика, обычно предоставляется 10-летняя гарантия на бесперебойную работу.
