Опыт компании "Геотермал": Альтернативные способы отопления дома

Плюсы и минусы разных видов тепловых насосов

Принцип действия теплового насоса

В Европе в  связи с тенденцией отказа от традиционных способов отопления и горячего водоснабжения за счет использования газа, мазута, угля, электроэнергии и дров набирает популярность технология теплового насоса, которая на 80% экономичнее, чем вышеперечисленные способы.

Тепловой насос - это установка, которая позволяет осуществлять перенос тепла от холодных источников теплоты к теплоносителю, в качестве которого чаще всего выступает фторсодержащие производные метана и этана более известные под названием фреон или хладон.

Это инертный газ со сверхнизкой температурой кипения. Например, фреон R-410A, часто используемый в современных кондиционерах и тепловых насосах,  имеет температуру кипения -51,5 °C.

Сам по себе тепловой насос состоит из замкнутого контура, который включает в себя следующие элементы: конденсатор, испаритель, компрессор, повышающий давление, и расширитель, понижающий давление. Фреон или любой другой хладагент под действием высокого давления в компрессоре сжимается и его температура повышается из-за чего разогретый газ попадает в конденсатор, где передаёт тепло теплоносителю, который входит в систему отопления дома. Во время того, как хладагент отдает тепло, он конденсируется, снова становится жидким, а нагретый им теплоноситель подаётся в систему отопления. Жидкий фреон проходит через расширитель, где вскипает поглощая тепло. Затем перемещается в испаритель, где закипают остатки жидкой фракции – и обратный цикл Карно повторяется вновь.

Виды тепловых насосов

По виду источника получения тепла выделяют воздушные, водные и грунтовые тепловые насосы. Воздушные тепловые насосы используют тепло окружающей атмосферы. Этот тип насоса достаточно прост и не требует значительных затрат на монтажные работы. Однако его недостатком является узкий диапазон условий, в рамках которого он может работать, так как при температуре ниже  -25℃ воздушный тепловой насос уже не способен обогреть дом, поэтому в этом случае он имеет дополнительный теплогенератор – электрический обогреватель. Тем не менее, в Европе, где климат относительно мягкий, воздушные тепловые насосы пользуются большой популярностью.

Водяные тепловые насосы используют тепло воды водоема или грунтовых вод. Благодаря высокому коэффициенту теплоотдачи воды и низкому уровню температурных колебаний водяные тепловые насосы являются очень эффективными. Однако возможность постановки водяного теплового насоса зависит от наличия на глубине 40 метров  грунтовых вод или водоема у дома - озеро, река, море или даже канализационные стоки.

Грунтовые или геотермальные тепловые насосы используют тепло грунта. Благодаря тому, что температура грунта ниже уровня промерзания является постоянной и не меняется в зависимости от погодных условий можно выстраивать эффективные системы отопления. Например, на глубине 3 метра температура грунта варьируется от +5 до +8℃, а на 10 метрах она составляет уже +10 ℃. В зависимости от состава грунта мы получить разную мощность на выходе. Например, насыщенная влагой глина обеспечивает до 25 Вт на метр трубы, сухая глина 15-18 Вт/м, песок (сухой) - 10 Вт/м. Так для  обеспечения  дома площадью 100 м2 отоплением и горячим водоснабжением достаточно свободной территории площадью в 400 квадратных метров.

"Ключевым преимуществом тепловых насосов является высокий их коэффициент полезного действия - в 3-7 раз выше - по сравнению с обычным электрическим оборудованием для отопления или кондиционирования. К примеру, даже у современных, экономичных электрических обогревателей объёмы произведенного тепла примерно равны затраченной энергии. Тепловые насосы долговечные конструкции, которые могут работать 30-50 лет. Также они могут использовать не только для отопления зимой, но и для охлаждения в летние периоды года. Кроме того, этот вид отопления при использовании других технологий альтернативной энергетики - солнечные батареи или ветряки - может позволит достичь фактической энергетической эффективности, так как энергия, которую изымаем из грунта, воды или воздуха полностью бесплатная. За тепловыми насосами большое будущее", - отметил Александр Байдак, генеральный директор компании «Геотермал».