Чтобы инвестиции в тепловой насос окупились быстро, мы должны выбрать лучший источник тепла для него. Будет ли лучше работать вода или грунт, вертикальный или горизонтальный теплообменник в этой роли, во многом зависит от нашего участка. Мы объясняем, как работают тепловые насосы.

Работа теплового насоса

Тепловой насос - это устройство, напоминающее небольшой холодильник или большой газовый котел. Как и он, тепловой насос используется для отопления дома и приготовления горячей воды. Почему тогда это называлось насосом? Потому что для обогрева используется тепло, которое благодаря термодинамическим изменениям - таким же, как и в обычных холодильниках, а также в кондиционерах - «перекачивает» источник с более низкой температурой в более теплую среду. Более холодным источником, так называемым дном, от которого отводится тепло, может быть почва, вода и даже воздух. Верхним источником, к которому подается тепло, является вода (реже воздух), нагреваемая насосом, который циркулирует в системе отопления. Таким образом, насос не генерирует тепло, за исключением количества, которое является побочным эффектом его компрессора, только передает его от нижнего к верхнему источнику.

Насос работает от электричества. К счастью, это не нужно много, и поэтому отопление стоит меньше, чем газовый или масляный котел.

Тепловые насосы: воздух, вода или почва?

Есть несколько источников, из которых насос может извлекать тепло. Выбор насоса будет зависеть не только от наших финансовых возможностей, но и от размера участка и земли, которая на нем появится, а также от климатической зоны, в которой мы живем.

Самый простой способ - это установить тепловой насос с нижним источником воздуха . Однако его эффективность значительно снижается, когда на улице холодно, то есть когда вам нужно больше тепла для обогрева вашего дома. Чем ниже температура воздуха, тем больше энергии потребляет насос для выработки одинакового количества тепла, и он вообще не может работать во время сильного мороза, а встроенный в него электрический нагреватель активируется. Тогда затраты на отопление действительно высоки - например, использование простых электрических обогревателей. К счастью, когда температура воздуха является умеренной, то есть в течение большей части отопительного сезона, воздушный тепловой насос работает экономично. В целом можно предположить, что средние затраты на отопление за весь отопительный сезон будут примерно вдвое меньше, чем на отопление электрическими радиаторами.

Тепловые насосы вода / вода или вода / воздух используют тепло, накопленное в грунтовых водах, температура которых относительно высока в течение зимы (8-10 ° C), и поэтому является эффективным источником дна. Для его работы необходимы две глубокие скважины: впускная и выпускная - от первой забираемой воды, из которой насос получает тепло, до второй - откачиваемой воды, которая уже отдает тепло. Если кто-то имеет доступ к пруду или другому водохранилищу, ему не нужно бурить скважину.

Зимой температура воды на дне водоема не опускается ниже 8 ° C, поэтому вы можете рассчитывать на плавную работу насоса, используя его тепло. Тем не менее, этот тип насоса неудобен в эксплуатации. Вода, взятая из пруда, загрязнена и требует фильтрации и периодической замены элементов водной транспортной установки, которые на практике довольно быстро подвергаются коррозии. В целом, несмотря на высокую эффективность, работа таких тепловых насосов довольно дорогая, и их использование выгодно только на объектах с очень высокой потребностью в тепле. Поэтому почва является более часто используемым источником тепла для насоса.

Тепловой насос с рассолом / водой со встроенным резервуаром для горячей воды для бытового потребления

Наземный теплообменник - тепло от земли

На глубине около 1, 5 м температура грунта составляет от 0 до 8 ° C, что позволяет насосу работать экономно - количество тепла, получаемого от горизонтального теплообменника, расположенного на этой глубине, может в три-четыре раза превышать количество электроэнергии, потребляемое насосом. Еще лучшие результаты достигаются при использовании наземного теплообменника с трубами, расположенными вертикально в глубоких скважинах (от нескольких десятков до более ста метров), которые образуют так называемые зонды. Теплообменник в виде вертикальных зондов обеспечивает благоприятные рабочие параметры теплового насоса и их стабильность в течение отопительного сезона, что не гарантируется горизонтальным теплообменником. Его температура значительно снижается после длительного времени работы насоса, что снижает эффективность его работы. К сожалению, стоимость изготовления вертикального теплообменника как минимум вдвое меньше, чем горизонтального. Вот почему тепловой насос с горизонтальным наземным теплообменником является наиболее часто выбираемым инвестором вариантом. Это обеспечивает низкие эксплуатационные расходы, по крайней мере, вдвое меньше, чем отопление природным газом, а инвестиционные затраты остаются на разумном уровне.

Внедрение наземного теплообменника является наиболее сложным этапом установки теплового насоса. Правильная и экономичная работа зависит от выбора и правильной установки теплообменника, он выполнен из гибких пластиковых или медных труб. Горизонтальные теплообменники могут быть уложены в земле в одной или двух плоскостях или в форме спирали. Чтобы получить как можно больше тепла, такой теплообменник должен находиться на глубине, где температура грунта самая высокая. На практике, из-за затрат и рентабельности инвестиций, они закладываются на глубине, немного превышающей зону замерзания почвы, которая в зависимости от региона в Польше находится на уровне от 0, 8 до 1, 4 м ниже уровня земли.

Тепловой насос с наземным теплообменником на большом участке …

Насколько большую площадь участка следует отнести к горизонтальному почвенному теплообменнику? Это зависит от типа почвы. Предпочтительно суглинок. Плотность теплового потока составляет более 30 Вт / м 2, в то время как в сухой песчаной почве она может достигать 10 Вт / м 2, что в три раза меньше. Поэтому, чтобы тепловой насос достиг 10 кВт (то есть достаточно для обогрева дома площадью около 200 м 2, на котором проживают четыре человека), необходимо проложить трубы примерно для 330 м 2 участков на водно-болотных угодьях и даже на 1000 м 2 участков с сухим грунтом., В то же время вы должны знать, что область над обменником не может быть затенена, поэтому на ней не могут стоять никакие здания, а также вы не можете сажать более крупные растения (с большими корнями) или укреплять область. Здесь рекомендуется разбить газон. Земля, из которой собирается тепло, должна быть «регенерирована», что происходит в результате солнечного света и дождя, поэтому не должно быть трудностей достичь солнечного света и воды на землю. Мы должны помнить об этом, если мы просто планируем купить участок и намереваемся обогревать дом с помощью грунтового насоса с горизонтальным теплообменником. Участок должен быть достаточно большим, чтобы вместить теплообменник, дом, асфальтированную подъездную дорогу и, возможно, сад - и не затенять участок над теплообменником. Но это не означает, что наземный тепловой насос нельзя использовать, когда у нас небольшой участок.

… и тепловой насос с наземным теплообменником на небольшом участке

Когда на участке недостаточно места, решение состоит в том, чтобы сделать теплообменник в виде вертикальных зондов. Хотя это дороже, чем уровни, он позволяет более экономичную работу насоса и хорошо работает на участках с очень низким уровнем грунтовых вод, где горизонтальный теплообменник должен иметь очень большую поверхность. В качестве ориентира можно предположить, что для получения 1 кВт тепловой мощности вам понадобится труба, расположенная вертикально в скважине глубиной 20 м, т. Е. Для 10 кВт, скважина должна быть 200 м. Для скважин глубиной более 100 м требуется разрешение от горнодобывающего управления, для мелководья (выше 30 м) - разрешение на воду из водохозяйственного управления. В общем, несколько мелких скважин сделаны вместо одной очень глубокой. В этом случае они должны быть отделены друг от друга не менее чем на 5 м. Даже на небольшом участке не должно быть проблем с поиском места для двух или трех скважин, достаточных для отопления дома на одну семью среднего размера.

Пройдите тест. Как много вы знаете о тепловых насосах?

Категория:

Отопление