Что такое тепловой насос. Условно тепловой насос (воздушный) можно сравнить с кондиционером, работающим на тепло. Причем это может быть и бытовой и полупромышленный и даже промышленный кондиционер, который имеет возможность работать на отопление. Но чаще в режиме тепловых насосов используют бытовое и полупромышленное оборудование, так как они легко может обогреть помещение более 100 м2. Насос может работать при наружной температуре до -25-30 С.
Устанавливать тепловой насос можно в любом загородном доме. Единственный момент – необходимо правильно подобрать модель.
Устройство теплового насоса
Всего существует несколько видов тепловых насосов, делятся они исходя из того, откуда будет браться тепло. Это может быть воздух, вода или земля, т.е. грунт.
Наибольшее распространение получили насосы для водяных систем отопления. Их можно классифицировать следующим образом – воздух-вода, грунт-вода и вода-вода. Системы, работающие на основе воздух-вода, по сути, работают по принципу кондиционера, однако они забирают воздух с улицы при помощи внешнего блока, который должен располагаться снаружи помещения. Этот вариант установки насоса является одним из самых дешевым, но не самым эффективным. В этом случае не нужно бурить скважину или устанавливать коллектор в землю. Но при температуре наружного воздуха ниже 20-25С необходимо добавлять в конструкцию дополнительный источник отопления.
Насос, работающий по принципу земля-вода, получает тепло из земли благодаря коллектору, который помещается в землю ниже уровня промерзания почвы. В этом случае возможны определенные проблемы на этапе установки коллектора. Так как, возможно, из-за особенностей территории его не получится установить в горизонтальном положении и придется бурить землю, чтобы была возможность установить коллектор вертикально. Самое оптимальное размещение – горизонтальное, но для этого потребуется участок большой площади. Также стоит учесть, что в этом случае в месте расположения коллектора запрещено строить здания и сажать любой тип растительности.
Тип насоса вода-вода может оказаться самым дорогим. Это может выясниться на этапе его установки. В том случае, если рядом с домом, который необходимо отапливать, нет никакого водоема – озера, пруда, реки, то потребуется бурить скважину, чтобы добраться до грунтовых вод. Глубина их залегания может варьироваться от нескольких метров до десятков или сотен метров, и в этом случае установка теплового насоса типа вода-вода может быть нецелесообразна из-за стоимости бурения скважины. Если же рядом есть водоем, то коллектор просто монтируется на дно.
Принцип работы насоса достаточно прост, фактически это холодильная машина, работающая в режиме отопления. Теплоноситель находится в трубах, проходя по контуру в той среде, которая является источником тепла (воздух, грунт, вода), он приобретает температуру этой среды. Далее, попадая в теплообменник (испаритель), он нагревает фреон. Фреон, в свою очередь, поступает в компрессор сжимается, нагреваясь до высокой температуры. Далее поступает в конденсатор, где он уже отдает тепло в помещение, или в систему отопления, которая, в свою очередь, нагревает воздух в помещении.
Таким образом, можно выделить несколько элементов, из которых состоит тепловой насос:
- Источник, отдающий тепло
- Контур
- Испаритель
- Компрессор
- Конденсатор
- И контур отопления
Насколько эффективен тепловой насос
Если сравнить коэффициент эффективности обычного обогревателя и теплового насоса, то выиграет, однозначно, насос, так как его коэффициент составляет от трех, а в некоторых случаях и до пяти единиц, а у обогревателя он не более единицы.
Чаще всего производители дают гарантию на тепловые насосы до 20 лет, сам же прибор, при правильной эксплуатации и установке, может служить значительно дольше. Эффективность и окупаемость установки теплового насоса лучше всего рассчитывать, исходя из того, какой тип насоса будет более выгодным. Так, исходя из информации представленной выше, можно просчитать, что в регионе, где температура часто опускается ниже 15-20 градусов, установка насоса воздух-воздух будет нецелесообразной, так как эффективность насоса заметно снизится при понижении наружной температуры. Если рассматривать грунтовый тип – воздух - земля или вода-земля, то копать глубокую скважину также может обойтись очень дорого. При установке насоса типа вода-вода или воздух-вода, нецелесообразно монтировать установку, если грунтовые воды пролегают очень глубоко, или если водоем находится от строения более чем в пятидесяти метрам.
Необходимое оборудование
Для разного типа теплого насоса необходимо различное дополнительное оборудование. Для насоса, коллектор которого располагается в воде, нужны будут полимерные трубы, длина которых рассчитывается с учетом многих факторов – сколько необходимо скважин, на каком расстоянии находится объект и т.д., также потребуются крепежи и груз для закрепления труб, если трубы будет лежать на дне водоема.
Для воздушного типа будет необходимо смонтировать воздушный теплообменник, длина также варьируется от нескольких факторов – наиболее оптимальное место, архитектура дома и т.д.
Для коллектора, который устанавливается в грунт, также потребуются трубы из полиэтилена. Так как возможны два варианта установки – горизонтальный и вертикальный, а также различное количество скважин, то именно от этого и будет зависеть метраж труб.
Ошибки
Проектирование отопительной системы с тепловым насосом однозначно лучше всего доверить профессионалам, которые произведут точные расчеты и предложат оптимальное оборудование, исходя их поставленных задач и существующего бюджета. Однако при обращении в некоторые организации могут возникнуть проблемы уже на этапе проекта и также при установке насоса. Поэтому лучше всего обращаться только в проверенные компании, имеющие все необходимые лицензии.
Неправильный просчет и установка могут привести к значительному снижению эффективности работы теплового насоса. В некоторых случаях может выясниться, что необходимо переделывать всю работу заново, что приведет к дополнительным затратам.
Разберем возможные ошибки на примере различных типов тепловых насосов.
В случае с грунтовым теплообменником, который представляет собой трубы, смонтированные в одной скважине или сразу в нескольких, в зависимости от метража участка, возможные ошибки могут быть связаны с неправильным диаметром трубы, а также с неверно подобранными материалами, из которых делаются трубы и соединительные элементы.
Для прокладки труб в землю необходимо использовать только трубы из полиэтилена, который хорошо выдерживает пониженные температуры и, главное, они не должны иметь ни одного соединения. Иногда, для экономии, вместо полиэтилена используют полипропилен. Это может привести к обморожению труб. Монтировать сам трубопровод необходимо только с помощью материалов, используемых для грунтового монтажа.
Дешевые фитинги через небольшое время приведут к протечке.
Нельзя делать скважины, если их несколько, слишком близко, необходимо выдержать расстояние не менее 10 м между скважинами.
В случае горизонтального расположения коллектора – коллектор не должен лежать в зоне промерзания грунта в данной местности, также следует исключить его слишком глубокую установку в землю, так как это значительно увеличит стоимость монтажа.
Нельзя устанавливать над местом, где стоит коллектор, постройки или любые насаждения, так как это может привести к тому, что земля за теплый период не успеет прогреться, и эффективность насоса будет снижаться.
Одной из основных проблем грунтового контура является невозможность его частичного ремонта. В случае любых неполадок весь контур придется менять полностью.
Прокладка горизонтального контура может быть выполнена некачественно также из-за неправильного просчета длины самого контура, а также глубины его укладки.
При расчетах не стоит полагаться на европейские нормативы по укладке контура, так как зима в России более суровая, поэтому следует исходить из реальных климатических условий, в которых находится объект.
Многие современные модели тепловых насосов продаются уже полностью готовыми к установке и могут представлять собой единый блок, который включает в себя все элементы системы. Но даже в этом случае можно столкнуться с неправильным подключением.
В идеале, тепловой насос будет работать максимально эффективно, если на этапе строительства дом будет спроектирован с минимальными теплопотерями, для этого нужно предусмотреть хороший утеплитель, как вариант, использовать для строительства дома кирпич, также наиболее практично будет использовать тепловой насос вместе с теплым полом.
