Критерии выбора циркуляционных насосов для отопления частного дома

Сжигание классического топлива (газ, дрова, торф) является одним из древних способов получения тепла. Однако истощение традиционных источников энергии побудили человека искать более сложные, но не менее эффективные альтернативные варианты. Одним из ни стало изобретение теплового насоса, работа которого основана на школьных законах физики.

Подробный обзор

Работа теплового насоса

Очень сложный на первый взгляд принцип работы тепловых насосов базируется на нескольких простых законах термодинамики и свойствах жидкостей и газов:

  1. Когда газ переходит в жидкое состояние (конденсация), выделяется тепло
  2. Когда жидкость переходит в газ (испарение), поглощается тепло

Большинство жидкостей могут закипать при достаточно высоких температурах, близких к 100 градусам. Но встречаются вещества и с достаточно низкими температурами кипения. У фреона она около 3-4 градусов. Превращаясь в газ, он легко сжимается и внутри емкости начинает расти температура.

Теоретически фреон можно сжимать до получения любых желаемых температур, но на практике ограничиваются 80-90 градусами, необходимыми для полноценной работы классической системы отопления.

Каждый сталкивается с тепловым насосом не один раз в день, когда проходит мимо холодильника. Однако в нем он работает в обратном направлении, забирая тепло продуктов и рассеивая в атмосферу.

Если вы ищете где купить теплообменное оборудование для вашего производство, то советуем продукцию уральский завод котельного оборудования.

Функциональные разновидности тепловых насосов по источнику энергии

Грунт-вода (известен в народе под названием “рассол-вода” – из-за частого использования в качестве охлаждающей жидкости солевого раствора).

Ограниченные небольшими размерами участки оснащаются грунтовыми зондами, крупные – полноценными габаритными коллекторами. Циркулирующий по внешнему контуру хладагент притягивает на себя тепловую энергию, что содержится в рассеянном состоянии в каждой среде. Нагреваясь, теплообменная жидкость (используется аммиак, фреон или гликолевый раствор) проходит через испаритель (переводящий агрегатное состояние в газообразное), далее в компрессор (сжимающий газ, для повышения рабочих характеристик и теплоемкости). Центральный узел – конденсатор, собирающий грунтовое тепло и передающий его внутреннему контуру (системе отопления, по трубам которой циркулирует вода – она и распределит полученную энергию по периметру доступной области для обогрева целевого объекта). Отдавая тепло, хладагент возвращается в рабочее жидкое состояние и снова течет по трубкам под землю (редукционный клапан не пропустит газ) – начинается следующий цикл, каждый из которых дает, в среднем, 50 Вт за один метр глубины скважины.

Воздух-вода или воздух-воздух

Аналогичный принцип действия, отличается только тем, что вместо зондов, забирающих тепло из грунта, его аккумулируют воздушные компрессоры. Теплообменник передает полученную энергию как в вышеописанном случае системе жидкостного отопления, или непосредственно, во внутреннюю вентиляцию – актуально для снижения расходов на содержание погребов, теплиц и прочих помещений с обязательной регулировкой температуры и влажности.

Аналогичный принцип действия, отличается только тем, что вместо зондов, забирающих тепло из грунта, его аккумулируют воздушные компрессоры

Вода-вода

Нуждается в прямом доступе к грунтовым или поверхностным водам. Первый вариант позволяет добиться большей стабильности (подземные водоемы зимой не замерзают). Крайне эффективный вариант, особенно для обогрева бассейнов – годовая разница температуры воды в скважине составляет 10 – 15 градусов, но в то же время и самый трудоемкий в исполнении – тепловой насос своими руками собрать в такой конфигурации сможет человек, только обладающий навыками и экипированный профессиональными инструментами.

Тепловой насос системы Френнета (фрикционный теплоэлемент)

Конструкция не связана с предыдущими и отличается высоким КПД (впрочем, энтузиасты и реклама чрезмерно завышают это значение). Запатентованная Евгением Френнетом в 1977 году схема проста, надежна и позволяет собрать эффективный тепловой насос своими руками. Есть несколько модификаций с различным размещением и видоизменением рабочих агрегатов (одна версия будет подробно описана ниже), но общий принцип одинаков: цилиндр помещен в другой побольше, промежутки заливаются маслом. С одной стороны малого элемента располагается электромотор, с другой – радиатор, распространяющий тепло по помещению. Нагрев теплоносителя происходит за счет быстрого вращения внутреннего цилиндра подключенного к электроприводу. Способ доказал свою эффективность на практике и успешно применяется не только для обогрева небольших жилых помещений, но и для промышленных нужд.

Что может стать источником тепла для теплового насоса

Тепло для обогрева помещения можно отбирать у воздуха  на улице. Но тут неминуемо возникнут сложности при эксплуатации: слишком велики колебания температуры даже среднесуточные, не говоря уже о том, что нормальную эффективность тепловой насос показывает при температуре выше 0o C. А как много регионов у нас имеют зимой такую картину? Весной, да и то не ранней, и не на всей территории, и не постоянно.

Источником тепла для вашего дома с отоплением от теплового насоса может стать любая среда

Намного более приемлемым выглядит источник тепла, расположенный в воде. Если рядом есть речка, озеро или приличной глубины пруд — это просто здорово: можно трубопровод просто утопить. Важно только чтобы там рыбаки с донками не рыбачили.

Еще один неплохой вариант — колодец, однако есть вероятность, что упадет уровень воды и придется вам искать другой источник. Но пока все нормально, работать будет неплохо: средняя температура воды в подземных горизонтах 5-7 oC. Этого для работы теплового насоса более чем достаточно.

Вы будете, возможно, удивлены, но использовать можно и канализацию — там температуры выше, чем в колодцах. Трубопровод можно будет разместить в сточной яме или колодце, но при условии, что он будет покрыт водой постоянно. И трубу нужно будет выбрать химически стойкую.

Читайте также:  Автономное газовое отопление частного дома

Горизонтальный подземный коллектор — дело чрезвычайно трудоемкое: снять грунт придется с нескольких соток на глубину ниже точки промерзания. Это очень большие объемы, которые в одиночку или даже с помощником не осилить. И, как показала практика, в наших климатических условиях такие системы малоэффективны: слишком суровы зимы.

С вертикальными коллекторами дело не лучше — без бурильной техники обойтись вряд ли удастся.  Количество и глубина скважин зависят от грунта: разброс возможного съема тепла с метра скважины очень большой. От 25 Вт/м в сухом щебенистом и песчаном грунте, до 80-85 Вт/м во влажных щебенистых и песчаных почвах или в граните. Соответственно и разница в длине скважин в 3 раза и выше.

Вот схема отопления дома тепловым насосом. При использовании, как в описываемом примере, двух скважин и при отсутствии замкнутого контура, расстояние между двумя колодцами должно быть не менее 20 метров. И нужно учесть направление потока, чтобы холодная вода от насоса не снижала температуру в «донорской» скважине

В описываемом примере самодельного теплового насоса, источник тепла — колодец с хорошей скоростью поступления воды. Вода прибывает настолько быстро, что покрывает расход на бытовые потребности и ее хватает для переноса нужного количества тепла (была рассчитана необходимая скорости подачи воды, и соответственно подобран насос). Но источником тепла для этой модификации может служить любой из описанных выше, кроме воздуха. Определившись с источником тепла, можно будет изготовить тепловой насос для отопления дома.

Как работают тепловые насосы для отопления

Конструкция и принцип действия

Грунт, воздух и вода – эти среды являются естественными аккумуляторами энергии. Их температура невысока, но относительно стабильна, что позволяет извлекать тепло на нужды отопления. Задача теплового насоса «собрать» энергию из окружающей среды, усилить её (точнее – сконцентрировать) и передать основному рабочему теплоносителю.

Использование накопительных ёмкостей существенно повышает стабильность и энергоэффективность системы

Обратите внимание! Тепловые насосы для отопления дома не генерируют тепло, по сути, они его только транспортируют.

Эти системы во многом схожи с обычными холодильными установками. Возьмём для примера геотермальный насос с водяной разводкой внутри дома. В скважине или коллекторе первичный теплоноситель (рассол) с помощью насосов циркулирует по замкнутому контуру, где получает дополнительные 3-5 градусов. В первичном теплообменнике это приобретённое низкотемпературное тепло передаётся хладагенту (фреону), который закипает и переходит в газообразное состояние. Компрессорная установка сжимает пары хладагента, и те нагреваются до 80 градусов и более. Второй теплообменник (конденсатор) передаёт тепло воде, которая уже циркулирует по дому. Фреон охлаждается, переходит в жидкое состояние и возвращается в контур. Итак: имеем 3 контура и 2 теплообменника.

Обратите внимание! Отопление с помощью теплового насоса требует установки радиаторов с увеличенным количеством секций, так как температура воды в системе сравнительно небольшая – находится в пределах 55-65 градусов. Справедливо считается, что лучшим решением будет организация водяных тёплых полов.

Основу насоса типа «грунт – вода» составляет компрессор и два теплообменника. Первичный теплоноситель практически полностью отдаёт энергию

Немного об эффективности

Отметим, что такое тепло не получается бесплатным. Тепловой насос для отопления нуждается в электрической энергии (прежде всего, для обеспечения работы компрессора и нагнетающего насоса или вентилятора), но потребление будет в разы меньше, чем если бы использовался электрокотёл. Коэффициент преобразования у тепловых насосов довольно высокий: от 3 до 5. Это значит, что, оплачивая один электрический кВт/час, мы получим до 5 кВт тепла, а этого достаточно, чтобы обогреть дом в 50 м2 со стандартным уровнем теплопотерь. Ещё лучших показателей энергоэффективности удаётся добиться, если использовать в системе аккумулирующие ёмкости тепла и удешевить электроэнергию, допустим, установив многотарифный счётчик.

Важно, что отопление дома тепловым насосом может дополняться функцией нагрева воды (используются накопительные бойлеры). Летом движение теплоносителей может производиться в реверсном режиме, то есть система будет работать на охлаждение помещений.

Обратите внимание! Выбирая мощность теплового насоса, рекомендуется не брать в расчёт пиковые минусовые показатели. Выгоднее всего (особенно по капитальным затратам) создать систему на 20-30 процентов меньшей мощности от расчетной, а в особо холодные дни использовать вспомогательное отопительное устройство, например, на газе или твёрдом топливе.

Современное оборудование может обеспечить полноценное отопление коттеджа любой площади, существуют промышленные установки на 200 и более киловатт тепловой мощности.

В зависимости от конструктивного исполнения, тепловые насосы обладают неодинаковой производительностью и экономичностью. Существенно отличаются как затраты на создание системы, так и эксплуатационные показатели.

Промышленные тепловые насосы могут использовать энергию тёплых стоков

Плюсы и минусы теплового насоса «воздух-вода»

Воздушный тепловой агрегат использует самую дешевую энергию. Наряду с высоким КПД он также привлекает покупателей такими преимуществами:

  1. Экономит электричество. Установки, как правило, имеют сертификаты энергоэффективности класса А, А+ или А++ (стандарты ЕС).
  2. Работает тихо.
  3. Просто программируется. Может управляться автономно.
  4. В отличие от систем «земля-вода» и «вода-вода», для монтажа первичного контура не требуется бурения скважин, прокладки труб и т.п. Достаточно вентилятора, установка которого проще и гораздо дешевле.
  5. Доступен для монтажа на высоте нескольких этажей в условиях города. Для земляных и водных «коллег» нужен участок земли или водоём. Соответственно, нет потребности в дополнительных документальных разрешений от контролирующих органов.
  6. Пригоден для модификации и объединения с системой вентиляции. Тем самым, поможет улучшить воздухообмен в помещении.

Работа теплового насоса

Разумеется, подобная система отопления имеет и недостатки:

  1. Чем холоднее, тем ниже КПД. При температуре ниже -7°С эффективность бытового воздушного теплового насоса, по законам физики, будет очень низкой. Очень мощный промышленный, которым обогревают офисы, социальные учреждения и т.п., способен выдержать до -25°С.
  2. Зависимость от сети. Аппарат не будет работать, если прекратится подача электричества.

Сборка простого насоса из кондиционера

Современные кондиционеры могут выполнять функцию ТН воздух—воздух. Но их производительность падает вместе с температурой наружного воздуха.

Доработав кондиционер, можно получить действительно работающую модель насоса. Для этого можно собрать самодельный ТН своими руками по рабочим вариантам чертежей из кондиционера, который отбирает энергию не у наружного воздуха, а от проточной воды. В этом случае от кондиционера используется только компрессор.

Этапы работы:

  1. К компрессору нужно сделать теплообменник. Медная трубка длиной 30 метров наматывается в форме змеевика на цилиндр. После чего эту конструкцию нужно поместить в стальную емкость, которая имеет патрубки для воды.
  2. Компрессор необходимо присоединить к нижнему вводу теплообменника, а к верхнему подключить регулирующий клапан.
  3. Заправить систему фреоном лучше всего поручить мастеру.
  4. Дальше следует всю конструкцию проверить и произвести пробный пуск ТН.
  5. После устранения недостатков система отключается от напряжения, все закрепляется, закрывается защитными кожухом и включается в работу.
Читайте также:  Комнатный термостат для газового котла с Алиэкспресс из Китая

Расчет мощности оборудования: правила выполнения

Прежде чем приступать к выбору определенной модели теплового насоса, надо разработать проект системы отопления, которую такое оборудование будет обслуживать, а также выполнить расчет его мощности. Такие вычисления необходимы для того, чтобы определить фактическую потребность в тепловой энергии здания с определенными параметрами. При этом обязательно учитывают тепловые потери в таком здании, а также наличие в нем контура ГВС.

Для теплового насоса вода-вода расчет мощности выполняется по следующей методике.

Расчет мощности оборудования: правила выполнения
  • Сначала определяют общую площадь здания, для отопления которого будет использоваться приобретаемый тепловой насос.
  • Определив площадь здания, можно рассчитать мощность теплонасоса, способного обеспечить отопление. Выполняя такой расчет, придерживаются правила: на 10 кв. м площади здания необходимо 0,7 киловатт мощности теплового насоса.
  • Если тепловой насос будет использоваться и для обеспечения функционирования системы ГВС, то к полученному значению его мощности добавляют 15–20 %.
Расчет мощности оборудования: правила выполнения

Выполняемый по вышеописанной методике расчет мощности теплонасоса актуален для зданий, в помещениях которых высота потолков не превышает 2,7 метра. Более точные вычисления, учитывающие все особенности зданий, которые предстоит отапливать посредством теплового насоса, выполняются сотрудниками профильных организаций.

Расчет мощности оборудования: правила выполнения

Для теплового насоса «воздух – вода» расчет мощности выполняется по похожей методике, но с учетом некоторых нюансов.

Универсальность и комфорт

Кроме высокой эффективности работы системы отопления тепловые насосы обеспечивают дом необходимым количеством горячей воды (даже если нужно приготовить горячую воду для бассейна). И ещё тепловые насосы максимально экономно делают то, что газовые и твердотопливные котлы не способны: обеспечивают дом прохладою в жаркое время года.

То есть тепловые насосы максимально эффективно выполняют следующие функции:

  1. Обогревают дом.
  2. Обеспечивают жильцов горячей водой.
  3. В жаркое время года охлаждают помещения дома.

Отопление дома тепловым насосом рекомендуется реализовывать с помощью низкотемпературной системы отопления (тёплый пол/тёплые стены). Охлаждение дома можно реализовать через систему фанкойлов, но предпочтительнее делать это через систему холодных стен.

Система тёплых стен для отопления зимой и охлаждения летом.

Универсальность и комфорт

В такой системе для отопления используют пол и стены, для охлаждения только стены. Оптимальной температурой на поверхности пола/стен принято считать +22-25°С (для отопления).

Кондиционирование помещений можно реализовать пассивным способом: когда вообще не задействуется компрессор теплового насоса, а используются только циркуляционные насосы для перекачивания теплоносителя из грунта в дом (даже летом температура грунта под землёй в диапазоне +10-14°С). Теплоноситель подается в систему тёплых стен, тем самым охлаждая температуру в доме до комфортных +18-22°С.

На видео выше представлен пример реализации системы отопления и кондиционирование с использование тёплых полов/стен, которую устанавливала команда компании Элементум на одном из объектов в Киевской области.

Следует также сказать, что использование теплового насоса в комбинации с низкотемпературной системой отопления наиболее комфортно для проживающих в доме. Не нужно беспокоиться о пожаробезопасности, не нужно подкидывать дрова, воздух в доме не пересушивается а все помещения прогреваются равномерно с точностью до градуса. Охлаждение с помощью холодных стен — наиболее комфортный и эффективный способ кондиционирования помещений.

Управлять температурой в доме можно с помощью смартфона, который подключается к тепловому насосу по интернету. Это очень удобно и практично. Кроме того для каждой отдельной комнаты можно задать свой температурный режим.

Нюансы монтажа

Даже если проект выполнен с полным соблюдением требований ГОСТ и разработан профессионалами, нежелательно монтировать систему своими руками, поскольку это весьма непростой процесс. Однако знать его особенности следует в любом случае:

  • Сечение воздуховодов может быть круглым, прямоугольным или квадратным, выбор зависит от особенностей помещения и самого проекта.
  • Воздуховодные каналы чаще всего делают из оцинкованного стального листа: он отличается малой массой, не деформируется и не боится коррозии.
  • Крепление воздуховодных каналов возможно внутри стен, в перекрытиях, под потолком. Их при необходимости маскируют декоративными панелями: это позволяет создать привлекательный дизайн помещения, не боясь, что элементы коммуникаций испортят интерьер.

Компоненты воздушной отопительной системы не портят интерьерИсточник

Нюансы монтажа

При монтаже системы с принудительной циркуляцией устройство подключают к источнику тепла и электросети, также можно использовать аварийный источник питания на случай внезапного отключения света.

Также для отопления важно выбрать фильтры: они могут быть механическими, электростатическими и угольными. Первая разновидность служит для задержки пылевых частиц и грязи, вторая используется для более тонкой очистки, третья для устранения неприятных запахов. Эти элементы чаще всего требуют замены, их обычно необходимо менять каждые 2-3 сезона, если здание используется для временного проживания, или не реже одного раза в полгода при постоянной эксплуатации.

Преимущества или недостатки?

Так как данные устройства появились у нас относительно недавно, многие россияне до сих пор относятся к ним с большим недоверием. В США, Европе и Японии их используют давно и успешно. Однако нельзя сказать, что такое оборудование для нашей страны абсолютная загадка, «терра инкогнита».

Преимущества или недостатки?

В СССР тоже проводились эксперименты, касающиеся таких альтернативных источников энергии. Однако широкого распространения эта технология так и не получила. Поэтому важно понять, почему, и имеет ли большой смысл замена привычных систем на эко-новинку? Приставка «эко» в этом случае может означать как экологию, так и экономию.

Достоинства

Первое и несомненное преимущество тепловых насосов — значительная экономия электроэнергии. Да, им, в отличие от солнечных коллекторов, она необходима, однако в гораздо меньших количествах. Например, электрический котел (или обогреватель) забирает столько же энергии, сколько выдает тепла. Тепловой насос, наоборот, тратит минимум электроэнергии, а тепла производит в три-семь раз больше. Оборудование может потратить 5 кВт/ч, однако тепла оно выделяет не менее 17 кВт/ч. Высокий КПД — самое привлекательное качество тепловых котлов.

Преимущества или недостатки?

Другие плюсы установки альтернативной системы:

  1. Серьезная экономия на энергоносителях. Цены на все виды топлива неумолимо растут, а тепловой насос позволит получать большее количества тепла при сократившихся расходах на электроэнергию.
  2. Возможность установки в любой местности, так как источником тепла способны стать воздух вода либо грунт. Особенно актуально оборудование для участков, расположенных далеко от газовой магистрали.
  3. Реверсивность установки. Тепловые насосы универсальны. Зимой они обеспечивают тепло, жарким летом дают возможность обеспечить помещению прохладу. Однако такой функцией оснащают не все модели.
  4. Долговечность. Оборудование, за которым ухаживают должным образом, способно бесперебойно работать 25-50 лет. Замена компрессора может потребоваться раз в 10-15 (максимум 20) лет.
  5. Возможность использования в любых условиях: там, где нет электричества, устанавливают бензиновый либо дизельный двигатель.
  6. Экономия на техническом обслуживании. Оборудование не потребует на него больших расходов.
  7. Бесперебойная работа при температуре -15°.
  8. Полная автоматизация теплового насоса.
  9. Безопасность для окружающей среды.
  10. Бесплатность источника тепла.

Помимо плюсов есть у систем и слабые стороны.

Читайте также:  Коды ошибок и неисправности газовых котлов Навьен

Недостатки

Преимущества или недостатки?

К ним относится:

  1. Цена тепловых насосов и стоимость обустройства геотермальной системы. Причем окупится оборудование далеко не сразу. Владельцам придется ждать как минимум 5 лет. Исключение — воздушные устройства, не требующие дополнительных вложений.
  2. Необходимость добавления дополнительного источника тепла в тех регионах, где температура нередко бывает ниже -20°. Такая система называется бивалентной. Если не справляется тепловой насос, то подключается теплогенератор (газовый котел, электрообогреватель).
  3. Экологичность, все же находящаяся под вопросом. Для человека угрозы нет, но она существует для экосистемы. Например, в грунте живут микроорганизмы — анаэробы. При сильном охлаждении пространства около труб им грозит неминуемая гибель.
  4. Почти необходимость обеспечить в доме трехфазную электросеть. Для исправной работы теплового насоса надо свести к минимуму перепады напряжения, которые способны спровоцировать поломку установки.

Оптимально использование такого оборудования в системах, где низкотемпературный теплоноситель, пример — «теплый пол».

Преимущества или недостатки?

Чтобы понять, целесообразна ли покупка и установка теплового насоса, владельцам придется оценить все плюсы и минусы. Главные «противники» — экономия электроэнергии (топлива) и серьезные расходы на приобретение и установку. К существенным минусам ТН относят низкий КПД в холодное время года, однако есть модели, которые могут вырабатывать тепло даже при -35°. Но заплатить за них придется еще дороже.

Стоит ли тратиться на покупку и установку ТН? Каждый решает сам. Единоразовое вложение даст шанс навсегда забыть о больших счетах за отопление. Кроме того, в пользу оборудования свидетельствует его полная безопасность для жильцов, и почти полная — для окружающей среды.

Правила эксплуатации и технического обслуживания

Чтобы не сталкиваться с ситуациями, при которых циркуляционный насос, установленный в системе отопления, будет требовать ремонта, необходимо строго соблюдать правила эксплуатации такого оборудования, которые заключаются в следующем.

  1. Если в трубопроводе отсутствует вода, запускать циркуляционный насос нельзя.
  2. Величина формируемого напора воды должна находиться в пределах характеристик, указанных в техническом паспорте циркуляционного насоса. Если устройство будет выдавать пониженный или, наоборот, повышенный напор воды, это может привести к его быстрому износу и, соответственно, выходу из строя.
  3. В течение периода, в который система отопления не используется, насос необходимо включать на циркуляцию хотя бы раз в месяц на четверть часа, что позволит предотвратить окисление и блокирование его движущихся деталей.
  4. Очень важно следить за тем, чтобы температура воды в системе отопления не была больше 65°. В воде, нагретой до более высокой температуры, начинает активно выпадать осадок, который, взаимодействуя с движущимися деталями гидромашины, способствует их активному износу и, соответственно, выходу из строя всего устройства.
Правила эксплуатации и технического обслуживания

Осматривать циркуляционный насос и проверять корректность его работы надо ежемесячно. Такие мероприятия позволяют выявить неисправности в работе оборудования на начальной стадии и оперативно принять соответствующие меры.

Периодическая проверка циркуляционного насоса значительно снизит вероятность выхода его из строя в отопительный сезон

Проверка циркуляционного насоса на предмет корректности работы включает в себя такие действия, как:

  1. включение гидромашины на рабочий режим и проверка уровня создаваемых ею шумов и вибраций;
  2. проверка напора (уровня давления) теплоносителя, создаваемого в нагнетательном патрубке (как уже говорилось выше, напор жидкости должен находиться в пределах значений, приведенных в техническом паспорте);
  3. контроль степени нагрева двигателя, которая не должна быть слишком высокой;
  4. проверка наличия смазки на резьбовых соединительных элементах насоса и ее нанесение, если она отсутствует;
  5. проверка наличия и правильности заземления корпуса гидромашины;
  6. проверка наличия протечек как на корпусе насоса, так и в местах, где он соединяется с трубопроводом (если течи в таких местах присутствуют, необходимо подтянуть резьбовые соединения и проверить целостность установленных прокладок);
  7. осмотр клеммной коробки и проверка фиксации в ней провода (кроме того, необходимо проверить, не попадает ли в клеммную коробку влага, что недопустимо).
Правила эксплуатации и технического обслуживания

Основной причиной быстрого износа подшипников трения в насосах считается повышенная загрязненность теплоносителя

Принцип получения геотермальной энергии

   Работу геотермальных отопительных станций часто сравнивают с принципом действия систем кондиционирования или обычного холодильника. Любая из схем состоит из двух контуров теплообмена. Принято считать, что в расположенном в грунте контуре происходит нагрев носителя (чаще всего в этой роли выступает незамерзающий фреон), которое впоследствии в испарителе теплообменника передается в «домашний контур».

   Остывшая после циркуляции по дому жидкость для повтора цикла должна вновь нагреться примерно до +7°C. В то же время, летом система действует по обратному принципу, охлаждая воздух в доме, поэтому правильнее было бы называть ее не отопительной, а кондиционирующей.

Использование теплового насоса

Долговечность системы зависит от характеристик и условий, в которых работает тепловой насос. В геотермальных установках он способен работать примерно 1800 часов в год. Это является средним значением для широт без термальных подземных источников.

Принцип работы теплового насоса

Принцип работы системы термального отопления идентичен и никак не связан со страной производителя или брендом. Геотермальные насосы могут различаться по дизайну исполнения, размеру, внешнему виду, но коэффициент производства тепла всегда будет одинаков у насосов разных фирм и разных стран. Связано это именно с особенностью переработки природной энергии в тепловую.

Нельзя допускать слишком большую выработку насоса, так как этот процесс способен привести к значительному понижению температуры грунта вокруг скважины, а иногда доходит до ее промерзания.

Последствия таких просчетов в итоге приводят к пагубным последствиям – грунт проседает неравномерно, в каких-то местах уходит очень глубоко, в результате чего повреждаются защитные пластиковые трубы. Если дом располагается рядом, то может произойти деформация фундамента или стен за счет геологических изменений.

Периодически необходимо принимать меры по «регенерации» грунта, для чего в теплообменник поставляют дополнительную тепловую энергию. Это может быть энергия солнечного коллектора либо подогрев зонда, когда используется тепловой насос в режиме охлаждения помещений.

В заключение необходимо отметить, что геотермальная установка пока доступна не всем. В некоторых случаях срок окупаемости может продлиться более 10 лет, но в конечно итоге именно такие способы обогрева дома в скором будущем станут не просто альтернативными, но единственно возможными.

ВИДЕО: Геотермальные тепловые насосы