ЧТО ТАКОЕ ТЕПЛОВОЙ НАСОС?

Человеку свойственно настороженно относиться ко всему новому и незнакомому. Особенно, если это новое стоит немалых денег. Однако, как показывает история, тот, кто не побоялся рискнуть, часто, в дальнейшем, оказывался на шаг впереди.

Осторожные нередко сожалели об упущенном времени. Примерно это, происходит с нашими соотечественниками в их отношении к тепловым насосам — малоизвестному пока в России, виду тепловых агрегатов.

В мире уже давно и активно эксплуатируются различные типы тепловых машин. По прогнозам, доля отопления и горячего водоснабжения с помощью тепловых насосов, в развитых странах мира к 2020 году составит 75%.

Тепловые насосы – это экологически чистые, компактные и экономичные системы отопления, которые за счет использования энергии возобновляемых источников позволяют получать тепло для ГВС и отопления, а также холод для кондиционирования зданий и помещений.

Замечательным свойством тепловых насосов является их способность извлекать теплоту из окружающей среды: грунта, воды водоёмов, и даже окружающего воздуха. Температура этих сред может быть даже отрицательной (до -10°С, -15° С), а температура воды, нагреваемой тепловыми насосами, достигать 60–80°С. Мы привыкли к тому, что количество тепловой энергии, получаемой на выходе теплового генератора, всегда меньше энергии, отобранной у энергоносителя — газа, топлива, электричества. КПД котла — всегда меньше 100%. С помощью же тепловых насосов, для получения 1 кВт тепловой энергии можно затратить всего 0,25–0,4 кВт электроэнергии. Остальную энергию поставляет окружающая среда. Это кажется невероятным. Однако, с принципом работы теплового насоса каждый из нас знаком давно. Это — обычный бытовой холодильник. Только холодильник извлекает тепло из продуктов, находящихся в камере и рассеивает его в окружающее пространство, а тепловой насос извлекает тепло из окружающего пространства и передаёт его в теплообменник. Тепловой насос – это холодильник наоборот. В тепловом насосе и в холодильнике используются два хорошо известных свойства жидкости:

• при переходе жидкости из одного фазового состояния в другое, из жидкости в пар (кипение), или, наоборот, из пара в жидкость (конденсация), происходит поглощение или выделение теплоты. В термодинамике она называется теплотой фазового перехода; 
• при уменьшении давления, жидкость начинает кипеть (испаряться) при более низкой температуре. В тепловых насосах и холодильниках используются специальные вещества — хладагенты, их называют фреонами или хладонами, которые кипят при температурах -20°С, -30°С. Хладагент является рабочим телом холодильной машины, циклические изменения агрегатного состояния которого, позволяют производить перенос теплоты от среды с низкой температурой, к среде с более высокой температурой. Среда с низкой температурой, называется источником низкопотенциального тепла. Это могут быть грунт, водоём или воздух. 

Традиционные виды топлива (природный газ, нефть, уголь), используемые для целей теплоснабжения, сжигаются на Земле в гигантских количествах. С одной стороны, это наносит непоправимый вред экологическому состоянию окружающей среды, с другой стороны, запасы этих видов топлива на нашей планете стремительно тают, что приводит к росту цен на энергоносители. В настоящее время имеются альтернативные технологии использования природного тепла для целей отопления и горячего водоснабжения.

Наиболее эффективной технологией, которая использует возобновляемые источники энергии для данных целей, является тепловой насос.

1. Земные недра

Земные недра являются бесплатным теплоисточником, поддерживающим одинаковую температуру круглый год. Использование тепла земных недр является экологически чистой, надежной и безопасной технологией.

Буровые работы проходят в течении одного дня. В зависимости от различных факторов скважина должна быть где-то в пределах 60-200 м. в глубину. Ее ширина 10-15 см.

Установка может быть внедрена на участке земли малой площади. Объем восстановительных работ после бурения незначителен, влияние скважины – минимально. Установка не оказывает влияния на уровень грунтовых вод, так как грунтовые воды не задействованы в процессе.

Благодаря теплу, которое содержится в земле, эффективность такого насоса получается довольно высокой. Примерные цифры таковы, что затрачивая 1 кВт электрической энергии на перемещение жидкости в грунт и обратно, Вы получаете 4-6 кВт энергии на отопление.

Уровень капиталовложений достаточно высок в установку на базе тепла земных недр, но взамен Вы получаете безопасную в эксплуатации, с максимально длительным сроком службы систему с достаточно высоким коэффициентом преобразования тепла.

2. Тепло грунта

Грунтовый источник – близрасположенное тепло. В поверхностном слое земли накапливается тепло в течение лета, эту энергию также имеет смысл использовать для отопления. Сохраненное в почве тепло согреет Вас даже в холодную погоду.

Тепло из почвы поставляется посредством пластикового шланга, который укладывается по периметру участка на глубине 1 м. Желательно, чтобы почва была влажной. Но и сухой грунт не доставит больших проблем, придется увеличить длину контура. Минимальное расстояние между соседними трубопроводами должно быть около 1 м. Экологически чистая, морозоустойчивая жидкость, циркулирующая в системе, переносит тепло к теплонасосу.

Для получения 10кВт на отопление придется уложить 350-450 погонных метра трубопровода. Это примерно займет участок 20х20 метров.

Длина коллектора/высота водного столба (для теплонасоса с источником тепла “земные недра”) зависит от многих факторов: среднегодовой региональной темературы, степени покрытия теплонасосом общих энергорасходов, глубины залегания грунтовых вод и величины водного потока.

3. Водные источники тепла

Использование тепла воды для обогрева помещений является идеальным вариантом.

Шланг для передачи тепла укладывается на дне или в донном грунте, где температура еще немного выше, чем температура воды. Важно, чтобы шланг снабжался отягощающим грузом для предотвращения всплытия на поверхность. Для этого на 1 погонный метр трубопровода укладывается около 5 кг груза. Вторым вариантом может быть укладка шланга в грунт на дне водоема.

Для получения 10кВт на отопление придется уложить по дну 300 погонных метра трубопровода.

Солнце нагревает воду в морях, озерах и других водных источниках. Солнечная энергия накапливается в воде и донных слоях. Температура редко снижается ниже +4 °C.

Чем ближе у поверхности, тем больше годовые колебания температуры, но на глубине температура более стабильна.

4. Воздушные тепловые насосы

Очень хорошо извлекать тепло для обогрева помещений и нагрева воды для ГВС из окружающего нас воздуха. На 1 кВт потребляемой электроэнергии генерируется 3-5 кВт тепла (холода), что достаточно для обогрева и охлаждения помещения. Внутренний блок гидромодуля может быть подключен ко всем стандартным низкотемпературным радиаторам, фанкойлам и системам водяного теплого пола.

В холодный период воздушный тепловой насос способен поддерживать тепло в доме, а жарким летом охлаждать помещение, тем самым создавать комфортные условия проживания круглогодично.

«Актив Хаус» имеет опыт по монтажу и эксплуатации воздушных тепловых машин, работающих на нагрев.