Когда люди планируют отопление и обеспечение дома горячей водой они сталкиваются с огромным количеством различных проблем. Первая проблема возникает при выборе энергоносителя. Хотя когда у соседей есть газ, то, как правило, такой выбор уже сделан.
Для его реализации необходимо подключить природный газ к себе в дом, предварительно оформив все необходимые документы, и в доме будет тепло. Но что же делать в ситуации, когда нет доступа в газопроводу?
Согреваться электричество – безумная трата денег, а топка печи с помощью дров и угля – не эффективное занятие. Тут уже смогут помочь новые технологии в области энергетических источников. Эти разработки позволят извлекать тепло из воды, воздуха и земли. Таким изобретением и является тепловой насос, который возможно установить своими силами
Разновидности тепловых насосов
В настоящее время известны три различных вида тепловых насосов, которые пригодны для домашнего отопления. Различия их состоят в виде различных производителей тепла. Дальше будут рассмотрены эти три вида насосов.
Грунт-вода
Такая конструкция насоса берет тепло из грунта при использовании различных зондов или коллекторов. Для больших земельных участков подойдет установка коллекторов, которые необходимо монтировать ниже уровня промерзания, а для небольших участков лучше всего устанавливать зонды.
Воздух-вода
Такая конструкция насоса берет тепло из воздуха при использовании различных испарителей и специальных поглощающих энергию вентиляторов
Вода-вода
Такая конструкция насоса берет тепло либо из водоема, либо из грунтовых вод. В таком тепловом насосе энергия, как правило, утилизируется, а холодная жидкость двигается назад через специальную скважину.
Принцип работы теплового насоса
Полная конструкция отепления состоит из трех элементов. К ним относятся устройство, которое распределяет тепло, тепловой насос и специальное устройство, которое забирает тепло. Сам же тепловой насос состоит из четырех элементов: специального компрессора, который питается от электросети, конденсатора, испарителя и дроссельного клапана.
Механизм работы такого прибора был создан в 1852 году, британским ученым Томсоном и был назван «цикл Карно». Работает он следующим образом:
— В коллектор должна быть залита незамерзающая смесь, которая, как правило, впитывает в себя тепло и перемещает его к насосу.
— Когда незамерзающая смесь поступает в испаритель, то впитанное тепло переходил к веществу с маленькой температурой кипения, от чего последнее нагревается и переходит в газообразное состояние (пар).
— Далее в дело вступает компрессор, он увеличивает давление пара, и поэтому повышается температура последнего.
— Последним шагом является тепловой конденсатор. В данный механизм поступает тепловая энергия, которая переходит в домашнюю систему отопления, а вещество с маленькой температурой кипения (так называемый хладагент) охлаждается до жидкого состояния и переходит обратно в коллектор.
— Потом процесс получения энергии выполняется по такому же алгоритму.
Можно сказать, что тепловой насос работает также как и холодильник. Только в холодильнике, передается в хладагент, его пар двигается по трубам, и выводит его на заднюю стенку, тем самым охлаждая продукты. А тепловая система использует такой выброс энергии для отопления дома.
Когда такая система работает она потребляет электроэнергию, но не в таких больших размерах, как, например, электрический котел. Расходуя 2кВ электрической энергии, тепловой насос передает в 10кВ тепловой энергии в домашнюю систему отопления.
Расходы и окупаемость
Монтирование подобного комплекса сделает серьёзный удар по финансовому бюджету. Покупка и установка такого варианта потратить значительно больше денег, чем это был бы котел такой же мощности. Но эти траты окупятся через пару лет, а последующие года пойдет сплошная экономия.
А еще такая система способна выполнять функции кондиционера, только в этом случае алгоритм работает наоборот, тепло выводится из дома наружу.
Как выполнить расчет оборудования?
Расчет мощности теплового насоса необходимо производить исходя из уровня теплопотерь вашего дома. Безусловно, перед установкой подобного оборудования необходимо принять всевозможные меры по утеплению стен, крыши, пола и окон здания.
Как правило, для старых, плохо утепленных домов тепловая потребность составляет 75 Вт/м², для относительно новых построек с современной теплоизоляцией – около 50 Вт/м², а для низкоэнергетических зданий, построенных с применением специальных технологий — 30 Вт/м².
Необходимо отметить, что такую установку лучше всего закладывать в проект еще строящегося здания. Это позволит устроить наиболее пригодную для этого вида обогрева систему отопления.
Как показывает опыт, наилучшим вариантом внутридомовой отопительной системы с использованием теплового насоса является водяной теплый пол. НО при расчете его мощности необходимо обязательно учитывать тип напольного покрытия. Идеальным вариантом станет керамическая плитка, а вот ковровые покрытия, ламинат и паркет из-за своей низкой теплопроводности требуют увеличения температуры теплоносителя на 5-8 градусов.