В последние годы вопросы автономного и вспомогательного отопления становятся все более и более актуальными.
Если рассматривать экологичные и пожаробезопасные источники тепла, то выбор оказывается не таким уж и большим. Это банальные электрические нагреватели и высокоэффективные тепловые насосы. Обзор расскажет о том, как выбрать теплонасос.
Первый тепловой насос появился в 1855 году. Долгое время теплонасосная техника использовалась для оснащения лишь холодильного оборудования. Для отопления и ГВС тепловые насосы начали применяться лишь с 40-х годов XX столетия.
Тепловой насос – закрытый циркуляционный контур, состоящий из компрессора, испарителя и конденсора. Циркуляционная система заполнена так называемым хладагентом. Это специальная жидкость с очень низкой температурой кипения. Хладагент начинает кипеть уже при температуре примерно –5 С.
В процессе кипения жидкий хладагент превращается в пар и улетучивается из испарителя в компрессор. Попадая в компрессор газообразный хладагент подвергается сжатию. При сжатии газообразного хладагента вырабатывается тепло, в среднем 60 С, которое передается посредством теплообменника в отопительную систему (тепловой аккумулятор).
Отдав тепло хладагент снова превращается в жидкость и попадает в испаритель. Долее процесс циклично повторяется.
На сегодняшний день создано множество видов теплонасоса. При оснащении объекта системой отопления и ГВС нужно знать, какая теплонасосная техника лучше всего подойдет в том или ином случае.
Виды теплового насоса
Существует большое видовое разнообразие тепловых насосов. Ключевым отличием теплонасосной техники является источник нагрева хладагента.
Различают 2 основных вида теплового насоса:
- Геотермальный
- Воздушный
От разновидности теплового насоса напрямую зависят как производительность отопительной системы, так и особенности ее монтажа, а также цена теплового контура.
- Тепловой насос геотермального типа – для нагрева хладагента используется тепловая энергия, находящаяся под поверхностью грунта или толщей воды.
Геотермальные тепловые насосы делятся на несколько подвидов:
- Грунтовые
- Водные
Наибольшее распространение получили геотермальные теплонасосы грунтового типа. Для работы такого оборудования используют вертикальные скважины или горизонтальные траншеи.
Грунтовые теплонасосы обладают одним важным преимуществом – работа нагревателя не зависит от сезона года или капризов погоды. Температура почвы ниже уровня промерзания грунта остается более-менее стабильной на протяжении всего года.
Грунтовая теплонасосная техника хорошо проявляет себя на участках с повышенной влажностью почвы. Тепловые насосы грунтового типа чаще всего используют на объектах, которые расположены в низине.
Тепловые насосы водяного типа встречаются сравнительно редко. Подобное оборудование требует наличия в непосредственной близости от обслуживаемого объекта водоема. Первичный теплообменный контур монтируется ниже глубины промерзания водяной толщи.
Разумеется, встречаются водяные теплонасосы для глубинной скважины. В некоторых случаях контур водяного теплонасоса монтируется в выгребной яме, где в процессе разложения вырабатывается тепло.
Геотермальный тепловой насос рассчитан на обслуживание объектов площадью от 150-200 (м2) и более того. Для повышения экономической рентабельности работу теплонасоса рекомендуется совмещать с солнечной или ветряной электростанцией.
Как выбрать теплонасос с воздушным устройством.
- Тепловой насос воздушного типа – нагрев хладагента производится температурой уличной атмосферы. Эта разновидность теплонасосов актуальна для объектов, на которых монтаж первичного теплообменника в грунте затруднителен или полностью невозможен.
Воздушный теплонасос станет идеальным выбором отопительной системы для объектов с маленькой придомовой территорией, а также отдельных помещений или квартир в составе многоэтажного комплекса.
Тепловой насос воздушного типа рекомендуется использовать для обслуживания объектов площадью до 150-200 (м2).
У воздушных теплонасосов есть одно весомое преимущество. Такое оборудование не требует сложного и дорогостоящего монтажа. Тепловой насос просто подвешивается на настенном кронштейне или размещается на открытой монтажной площадке.
Недостатком воздушного теплового насоса является ограниченный диапазон температуры уличной атмосферы. Такая техника не сможет эффективно работать, если на улице мороз свыше –25 С. На случай сильных морозов воздушный теплонасос в обязательном порядке нужно дополнять сторонним нагревом, по типу электрического котла.
Некоторые модели воздушного теплонасоса оснащаются дополнительным нагревателем, давая возможность оборудованию вырабатывать тепло даже в самые сильные морозы. Но в этом случае будет заметно возрастать потребление электроэнергии теплонасосной техникой.
Что еще нужно знать про виды теплонасоса.
Особенности монтажа грунтового теплонасоса
При выборе теплонасоса грунтового типа следует учесть, что монтаж первичного теплопроводного контура сопряжен с заметными техническими сложностями. Для эффективного отбора тепла от грунта нужен теплообменник с достаточно большой площадью контакта.
Следует сразу сказать, что существует несколько вариантов реализации грунтового теплообменного контура:
- Горизонтальный
- Вертикальный
Тип циркуляционного контура определяет особенности монтажа первичного теплообменника, в который закачивается так называемый рассол, смесь пропиленгликоля и воды.
- В случае с горизонтальным контуром, первичный теплообменник располагается кольцами или змейкой в траншеях или котловане глубиной ниже уровня промерзания грунта (от 1,2 метра), как правило, 2-3 метра.
Первичный циркуляционный контур грунтового теплонасоса мощностью 10 (кВт) обычно имеет диаметр 80 (мм) и длину 300-400 (м). Для монтажа подобного теплообменника нужен незастроенный земельный участок площадью около 400 (м2).
Специалисты придерживаются мнения, что горизонтальный теплообменник выгодней всего монтировать еще на стадии цокольного строительства сооружения, то есть в грунте под домом и прилегающей территорией.
Если же грунтовый теплонасос с горизонтальным контуром устанавливается на уже существующем объекте, то для размещения первичного теплообменника придется рыть котлован на приусадебной территории. По окончанию монтажа подземные коммуникации не будут мешать разрастаться зеленым насаждениям.
Как выбрать теплонасос с вертикальным контуром.
- При вертикальном расположении теплообменного контура необходимо будет изготавливать глубоководную скважину. Для вертикального контура циркуляции нужна скважина глубиной около 200 (м) и диаметром в пределах 80-100 (мм).
Глубину скважины можно уменьшить, если увеличить диаметр отверстия. Некоторые специалисты изготавливают вместо 1 длинной скважины 3-4 коротких, расположенных друг от друга на небольшом расстоянии, 3-5 метров.
Вертикальный теплообменник становится актуальным в том случае, когда на обслуживаемом объекте отсутствует достаточный по площади незастроенный земельный участок, в толще которого можно было бы разместить первичный циркуляционный контур.
Монтаж воздушного теплонасоса
С тепловым насосом воздушного типа дело обстоит куда проще. Ведь такие установки отбирают тепло у наружной (уличной) атмосферы. Воздушные теплонасосы не используют первичный контур теплового обмена, что делает такое оборудование предельно компактным.
Воздушные модели отбирают тепло для нагрева хладагента непосредственно корпусом испарителя, который обычно представлен теплообменным радиатором. Для повышения эффективности отбора тепла уличный воздух может принудительно подаваться на радиатор лопастной крыльчаткой вентилятора.
Тепловой насос воздушного типа использует следующие варианты монтажа:
- На стене
- На крыше
- На площадке перед объектом
Маломощные модели воздушного теплонасоса устанавливаются по аналогии с внешним блоком кондиционера, на поверхности фасада, рядом с оконным проемом.
Кстати, многие кондиционеры имеют в перечне режимов работы нагрев комнатной атмосферы. В подобных кондиционерах предусматривается реверсивная циркуляция хладагента, которая пригодится в холодный период года.
Нередко на стене фиксируются и массивные блоки теплового обмена. Но в этом случае теплонасос размещается в самом низу, с опорой на фундамент или монтажную площадку.
Многие сооружения позволяют размещать внешний блок теплового насоса на крыше. Верхняя установка теплонасоса дает возможность защитить достаточно дорогую технику от кражи или каких-либо повреждений.
