Тепловые насосы

Тепловые насосы - перспективная и экологически чистая система отопления.

Существует множество различных способов снабжения помещений теплом и горячей водой: печное отопление, с помощью отопительных котлов, бойлерных, электрообогревателей и прочего. В каждом из перечисленных источников используется преобразованная энергия угля, нефти, газа, дров или падающей воды. Но есть и принципиально иной вариант получения тепла – тепловыми насосами, работающими за счет энергии земли, воздуха или воды.

Технология, используемая в тепловых насосах, известна с 30-х годов ХХ века. Ее с успехом применяют в Северной Америке и Европе. В России технологии получения низко потенциального тепла из окружающей среды распространены пока менее широко. Например, в Швеции тепловые насосы вырабатывают половину всей тепловой энергии, необходимой для страны, в США – треть. Одной из причин низкого распространения тепловых насосов в нашей стране, кроме холодного климата, является хорошая доступность традиционных видов топлива и невысокая осведомленность о принципе действия и технологии получения тепла из альтернативных источников. Кроме этого, существует мощный экономический фактор. Тепловые насосы – это дорогостоящие системы отопления. У нас в стране программы поддержки развития альтернативных, экологически чистых способов получения энергии только внедряются и пока носят, в целом, экспериментальный характер. Для примера, во многих странах Европы перевод жилых и иных объектов на альтернативные источники отопления активно и широко субсидируются государством.

Из школьного курса физики и собственного опыта мы хорошо знаем, что горячее тело передает тепло холодному. В тепловых насосах все с точностью наоборот – обогрев здания происходит за счет энергии земли, воды или воздуха, температура которых значительно ниже, чем в отапливаемом объекте. Вместе с тем, мы сталкиваемся с этим эффектом практически каждый день, пользуясь обычным холодильником. В нем тоже происходит перераспределение тепла от морозильника к значительно более теплой стенке.

Тепловой насос включает в себя три основных агрегата: испаритель, компрессор и конденсатор. Они связаны между собой замкнутым трубопроводом, по которому циркулирует хладагент (фреон), имеющий очень низкую температуру кипения. Проходя по трубопроводу, уложенному в земле или по дну водоема, охлажденный теплоноситель нагревается на несколько градусов. В испарителе он отдает свое тепло во внутренний контур насоса, заполненный хладагентом, который при этом переходит из жидкого состояния в газообразное, а оттуда попадает в компрессор, сжимающий его. Так газ становится горячим. Далее он поступает в конденсатор, где отдает свое тепло теплоносителю из обратного трубопровода, который несет его к приборам отопления. Температура хладагента падает, он становится жидким и снова попадает в испаритель. Цикл повторяется.

Трубопровод, в котором циркулирует теплоноситель, зарывают в землю на глубину от одного до трех метров. Никакой специальной подготовки почвы не требуется. Желательно использовать участок с влажным грунтом, а лучше - с близко проходящими грунтовыми водами. Впрочем, трубопровод можно укладывать и в сухой грунт, необходимо только увеличить его длину. Для теплового насоса производительностью 10 кВт потребуется трубопровод длиной до 400 метров, который можно уложить на участке в 40 соток. При таком размещении существенного влияния на садово-огородную растительность он оказывать не будет.

Тепловой насос может конструктивно иметь возможность зимой обогревать помещения, а летом работать как кондиционер – охлаждать их. В этом случае, вместо радиаторов к внешнему коллектору подключаются фанкойлы. Также можно обеспечить возможность параллельной подготовки горячей воды для хозяйственных нужд. Срок службы тепловых насосов достигает 15-20 лет до капитального ремонта, а срок службы – 50 лет и более. Срок службы компрессора – наиболее технологичного в изготовлении и важного элемента системы – может достигать 20-30 лет и более. Кроме этого, как показывают расчеты, если газовые и тепловые сети находятся на значительном расстоянии от объекта потребления тепла или такой объект находится в местах, где проблематично проведение больших земляных работ, например, особо охраняемых территорий, имеющих историческую и культурную ценность, то затраты на установку теплового насоса могут быть сравнимы, а иногда и меньше, чем при сооружении котельной, работающей на природном газе.

Использование тепловых насосов – это экологически чистый метод отопления и кондиционирования, так как здесь используется возобновляемая Солнцем и геотермальными источниками тепловая энергия Земли.

Тепловые насосы взрыво- и пожаробезопасны. Нет топлива и открытого огня, никаких вытяжных труб, отсутствуют опасные газы.

Тепловые насосы комфортны в использовании. Они работают бесшумно, а независимая от погоды автоматика и мульти зональный контроль создадут желаемый микроклимат в помещениях.

Для обогрева помещений тепловыми насосами можно задействовать и скалистые породы, но идеальный вариант – воды ближайшей реки или озера. Трубопровод укладывается по дну водоема, оснастить его грузом, чтобы не всплывал. Сегодня водами Балтийского моря полностью отапливается Стокгольм. Существует подобная теоретическая возможность, например, и для Красноярска. Как утверждают эксперты, температура воды при этом опустится, и зимой в районе города на Енисее установится лед. Но это перспектива далекого будущего, а пока тепловые насосы в России делают еще только первые шаги. Одним из препятствий в их продвижении может служить непривычность новой системы отопления и, как ни странно, наша обеспеченность другими ресурсами.

Тепловые насосы имеют относительно невысокую себестоимость и окупаются в течении 2-5 лет. Затраты на электроэнергию у них в 4 раза меньше, чем, например, у электрических котлов аналогичной мощности. Для тепловых насосов напрямую не требуется невосполнимых источников тепла – угля, нефти, газа, которых с каждым годом становится всё меньше и цены постоянно растут. Они не засоряют атмосферу вредными выбросами, что уже давно стало бичом больших городов. Тепловые насосы являются действительно актуальной и вполне осуществимой альтернативой традиционным видам систем отопления.