Отопление дома тепловым насосом

Отопление частного дома различными видами тепловых насосов

Работу теплового насоса можно сравнить с обычным кондиционером. В жаркую погоду, летом кондиционер переносит излишнее тепло из внутреннего объема помещения наружу. В холодное время года, зимой тепловой насос работает по такому же принципу, только из помещения забирает холод и передает его в окружающую среду, землю, воду или воздух, а во внутрь сбрасывает тепло. Для работы теплового насоса необходимо электричество.

Наиболее распространены два типа тепловых насосов:

- Тепловые насосы «воздух-вода» используют атмосферный воздух в качестве низкопотенциального источника энергии;

- Геотермальные тепловые насосы. Источником тепла в таких системах отопления служит земля, грунтовые воды или водоемы. В связи с тем, что температура грунта на определенной глубине, в зависимости от региона проживания, постоянна на протяжении всего года, использование геотермальных систем в качестве основного источника отопления более предпочтительно. Геотермальные тепловые насосы намного эффективнее в работе, чем воздушные. Единственный их недостаток – это более высокая стоимость самого оборудования, его монтажа и, как следствие, более долгосрочный период окупаемости. Чтобы обеспечить более быстрый переход на отопление от экологически чистых источников энергии, в некоторых странах существуют специальные правительственные программы, субсидирующие покупку и установку необходимого оборудования. В нашей стране данная проблема находится пока только в стадии обсуждения.

В то время, как тепловой насос, использующий энергию воздуха, устанавливается по аналогии с кондиционером, в наземном исполнении, для геотермальных компоновок требуется проведение достаточно масштабных земляных работ. Для того, чтобы собрать низкопотенциальную энергию земли, бурятся вертикальные скважины или роются траншеи, куда опускается контур с циркулирующим по нему теплоносителем, обычно это трубопровод с незамерзающим раствором жидкости. Его длина определяется проектной потребностью отапливаемого помещения в тепловой энергии. В зависимости от региона, насыщенности влагой грунта и его породы с площади в 3 м², в случае горизонтального размещения трубопровода, можно получить от 100 до 200 Вт тепловой мощности. При вертикальном размещении, тепла на один погонный метр, как правило, приходится больше.

Обобщённые величины теплоотдачи основных видов грунтов при горизонтальной укладке трубопровода с теплоносителем

Состав грунта	Удельная теплоотдача, Вт/м²
Связный грунт с остаточной влажностью	30
Несвязный грунт сухой	10
Связный грунт влажный	20-30
Водонасыщенный песок, щебень	40

 

Обобщённые величины теплоотдачи основных видов грунтов при скважинном размещении трубопровода с теплоносителем

Состав грунта	Погонная теплоотдача, Вт/м
Сухие отложения	25
Обычные водонасыщенные отложения	60
Обычные отложения (приведенное среднее значение)	50
Щебень с сухим песком	25 и меньше
Щебень с водоносным песком, песчаник	65-80
Глина, влажный суглинок	35-50
Известняк	55-70
Гранит, гнейс	65-85
Базальт	40-65

 

Электричество в тепловом насосе расходуется только на работу компрессора и на принудительную циркуляцию теплоносителя. Отношение получаемой тепловой энергии к потребляемой электрической называется коэффициентом производительности. Очень хорошим показателем считается коэффициент 5 к 1 или 6 к 1. Типичный показатель – от 1,5 до 3,5. То есть на 1 кВт потребляемой электрической мощности производится от 1,5 до 3,5 кВт тепловой. Производительность воздушных тепловых насосов во многом зависит от температуры воздуха снаружи, их эффективность резко падает при достижении температурной отметки в -15°С.