Відповіді на головні питання обігріву теплонасосними системами.
Теплові насоси притягують все більше уваги споживачів, якими, по-перше, рухає здоровий інтерес до змий можливості робити з холоду тепло; по-друге, через їх «екзотичності» і, поки що, рідкості. Можливо, цей інтерес незабаром переросте в щось більше, - в усякому разі, з економічної точки зору це було б цілком обґрунтованим. А поки спробуємо відповісти на головні, що цікавлять читачів питання, пов'язані з теплонасосної обладнанням.
Чому ж ми сьогодні так мало знаємо про теплонасосах, коли в усьому світі їх експлуатують, що називається, - «по повній»? Справа тут, швидше за все, не в дефіциті інформації, а у відсутності цілеспрямованих дій структур, що відповідають за енергонезалежність країни.
Середньостатистичний забудовник, сьогодні не знає точно, скільки йому обійдеться теплонасосная система опалення для садиби площею 300 м². Чи не знає він і вартість її експлуатації. Однак не станемо ходити коло та навколо і відразу перейдемо до цифр.
Основні питання, що цікавлять факти
Тепловий насос, відповідний по потужності зазначеної вище площі, буде коштувати 8 000 $. Ще 10 000 $ необхідно витратити на теплообмінник, що знаходиться в грунті, а також низькотемпературний опалювальний контур і монтажні роботи. У підсумку отримуємо кінцеву вартість системи теплонасосного опалення - 18 000 $. При середній вартості площі 1 м² рівній 65 $ - це приблизно 10% від усіх будівельних витрат. Для елітних котеджів - це і того менше. Загальна вартість може бути знижена на 15-20% при сприятливих геологічних умовах на ділянці, що також суттєво.
Одноразові витрати трохи вище, ніж при газовому опаленні, проте далі суцільна економія. При хорошому утепленні, розглянута садиба споживає не більше 15 кВт теплової енергії. При цьому теплонасосу для генерації відповідної кількості тепла необхідно затратити близько 4 кВт електроенергії, решта тепло береться з ґрунту, що є низькопотенційну джерелом. Підраховано, що за зиму зі звичайними температурними умовами тепловий насос витрачає 7000 кВт електроенергії. Рахунок за електрику при цьому складе трохи більше 200 $. Навіть якщо порівнювати з відносно недорогим газовим опаленням - це економія близько 30%.
Однак не тільки економія може змусити встановлювати теплові насоси. Вони також дають повну незалежність від вуглеводневих енергоносіїв. Не варто забувати і про те, що в літній час теплонасос переводять в реверсивний режим, при якому йде охолодження приміщення.
Відсутність інформації спостерігається у споживачів і на рахунок вибору низько потенційного джерела тепла. Що краще: вода, грунт або повітря? Дане питання вимагає прояснення.
Перш за все, необхідно знати, що можливості теплонасосів не безмежні, і їх робота стає неефективною вже при нульовій температурі теплового джерела. Зона нижче нуля - взагалі є неможливою для роботи насоса.
З економічної точки зору ідеальним низькопотенційну тепловим джерелом міг би служити повітря, якби в наших широтах його температура взимку не опускалася нижче нуля. На територіях на південь від Кримського півострова, теплонасоси повітряного обміну вже рентабельні, оскільки там взимку температура рідко опускається нижче нуля.
Вибираючи джерело тепла, перш за все, необхідно відштовхуватися від його теплового потенціалу. Чим температура носія вище, тим ефективніше буде працювати теплонасос. Інша справа, що вартість пристрою повітряного і, скажімо, грунтового обміну буде неоднакова. На північ від Криму і Кавказу теплонасосні системи типу «повітря-повітря» або «вода-вода» можуть застосовуватися тільки бівалентності (в комплексі з іншими опалювальними системами).
Якщо говорити про воду як про низькопотенційної теплової джерелі, то вона підходить тільки в незамерзаючих водоймах або з глибинних свердловин, де її температура не опускається нижче 10º С. З цієї причини використовувати воду з відкритих водойм не можна, оскільки в наших широтах вони промерзають практично до дна . При сприятливих гідрологічних умовах ділянки має сенс бурити свердловину для прокладки теплового контуру з можливістю скидання води назад у водоносний шар. Однак присутні такі умови не скрізь, і нерідко для вибору залишається тільки самий універсальний з низькопотенційних джерел тепла - грунт. Вже на двометрової глибині його температура круглий рік знаходиться в районі + 10º С. Але відняти у грунту тепло не так-то просто з технічної точки зору, хоча, сьогодні вже існує ряд відпрацьованих рішень, які можна застосувати до більшості типів ділянок. Винятками можуть бути хіба що скелі і пустеля.
Очевидно, що вибір у забудовників і планувальників на рахунок типу теплового джерела, прямо скажемо, невеликий. Якщо гідрологічні умови ділянки не дозволяють влаштувати свердловинний контур, то залишається тільки грунт.
При розгляді «грунтового» варіанту часто виникають питання на рахунок того, який тип теплообмінників краще - вертикальний або горизонтальний? А також: як відбивається на землеробстві, охолодження підземних ділянок?
Вертикальні теплообмінники є більш дорогими, оскільки їх інсталяція вимагає бурових робіт. Горизонтальні дешевше, але їх енергоефективність менше, ніж у вертикальних, з огляду на те, що останні задіють глибинні, тепліші шари, тоді, як на двометрової глибині температура грунту не вище + 10º С. Що стосується землеробства, то і тут горизонтальні теплообмінники гірше вертикальних. На ділянці під ними може рости тільки трава і городні культури. При вертикальних теплообменниках можливе вирощування паркових і садових дерев.
У ґрунтових теплообмінниках циркулює не вода в чистому вигляді, а розчин етиленгліколю, що є антифризом. Цей розчин охолоджується в випарнику теплового насоса, після чого прогони циркуляційним насосом по теплообмінних контуру, де відбирає тепло у грунту. Холодоагент також може подаватися безпосередньо до теплообмінника, де він закипає. При цьому проміжний теплоносій, в якості якого виступає етиленгліколь, не використовується, зберігаючи енергію, що витрачається на його циркуляцію. Монтажні роботи в цьому випадку вимагають особливо високої культури виробництва, оскільки мова йде про створення абсолютно герметичній системи підземних трубопроводів. В іншому випадку весь холодоагент витече.
Для більшої ефективності теплонасосів слід добре утеплювати житло. Більшою мірою це стосується їх установки для обігріву будинків старої конструкції, побудованих за часів, коли тепло не було такою цінністю, як сьогодні. Пам'ятайте, що завжди краще вкладати кошти в утеплення, ніж в потужність теплонасосного агрегату.
Першим з чим стикається забудовник при вирішенні установки теплонасосної системи - це проблемами виконання грамотного проекту відповідними організаціями, що не мають достатнього досвіду в цих питаннях. Цим скористалися заповзятливі фірми, готові зробити сьогодні всю роботу «під ключ». Однак, як показує практика, розроблений такою фірмою проект теплонасосної системи, краще піддати перевірці третьої, компетентної в даних питаннях, стороною.
охолодження
Теплові насоси можуть не тільки опалювати приміщення, але і охолоджувати їх. Для цього буде потрібно установка в кімнатах контактних повітряних охолоджувачів, схожих на кондиціонери, але тільки лише теплообмінної частиною. Їх недоліком є шум, вироблений вентилятором. Абсолютно безшумний варіант охолодження має на увазі 'ятати системи трубок в стельову конструкцію. За цим трубкам циркулює вода, температура якої контролюється автоматикою на рівні + 19ºС. При цьому мікроклімат в приміщеннях з описаним видом охолодження сприятливіші, ніж при традиційному кондиціонуванні. До того ж там відсутня шум і зберігається можливість відкривати вікна в приміщенні. Говорячи про кондиціонери, не можна не згадати їх пряме відношення до теплонасосів. По суті, теплонасосом є будь-яка спліт-система. При цьому тип її теплообміну характеризується як «повітря-повітря». Кондиціонер в режимі опалення, збирає низькопотенційне тепло повітря, концентрує його і вводить в приміщення. Ефективність кондиціонера в режим опалення сильно залежить від температури повітря зовні. У різних моделях критичної вважається температура від + 10º С до + 3º С.
гарячо водопостачання
Теплонасоси використовують і для забезпечення гарячого водопостачання будинку, але частіше вони беруть участь в підігріві води разом з допоміжними водними нагрівачами. У будь-якому випадку використовуються накопичувальні теплоакумулювальні ємності, оскільки система опалення будинку безпосередньо не впорається без них навіть з роботою однієї точки гарячого водозабору. При наявності нічного тарифу на електроенергію, має сенс забезпечити підігрів води в ємностях вночі. Те ж стосується і нагрівання води в басейні: основний підігрів забезпечується в нічний час, а теплий контур теплонасосів підтримує температуру на необхідному рівні днем.
споживачам
Теплонасоси, в порівнянні з іншими «екзотичними» способами отримання теплоенергії такими, як геліоколектори, сонячні батареї, вітрогенератори, здатні повністю забезпечити житло теплом в холодну пору року. До того ж термін їх експлуатації обчислюється десятиліттями, оскільки їх принциповий пристрій мало чим відрізняється від примітивних холодильників 60-х років, які працюють подекуди і до цього дня.
Сьогодні на ринку опалювального устаткування представлені тільки імпортні моделі теплонасосів, що пройшли європейську сертифікацію. У нас вони вже продаються, але поки, що відсутня об'єктивна інформація про істотні відмінності між моделями від різних виробників. Занадто мало часу пройшло, щоб виявити лідерів у даному секторі обладнання. Однак відсутність негативних відгуків з боку тих, хто вже використовує теплові насоси для обігріву осель, налаштовує оптимістично.