Застосування альтернативних джерел енергії стає актуальнішим на тлі високих цін на газопостачання й електрику. Теплові насоси дають змогу створити автономну систему опалення та гарячого водопостачання з більшою економічною вигодою.
Принцип їх роботи полягає в перетворенні низькопотенціальної енергії, взятої від ґрунту, води або повітря, у високопотенціальну. Основна маса теплонасосів — компресійні системи, в яких стиснення холодоагенту призводить до підвищення температури та нагрівання теплоносія у спеціальному контурі.
Особливості теплових насосів
Перш ніж купити тепловий насос, потрібно визначитися з типом обладнання. Є декілька систем, які відрізняються за принципом роботи з різними джерелами низькопотенціальної енергії.
Ґрунт-вода
Цей різновид теплових насосів є підвидом систем "вода-вода". Він найефективніший через цілорічну стабільність температури ґрунту нижче глибини промерзання. Монтаж такої системи є оптимальним під час первинного будівництва житлового будинку або іншого приміщення, яке опалюватиметься. Це пов'язано з масштабними земляними роботами.
За достатньої площі земельної ділянки риється котлован або серія траншей для створення контуру з труб. Глибина закладання визначається географічним регіоном, вона має бути нижче рівня промерзання ґрунту. Розміри контуру залежать від потужності обладнання. У середньому теплова потужність одного метра колектора становить від 20 до 30 Вт. У вологих ґрунтах вона вища, ніж у сухих.
Якщо площа або конфігурація ділянки не дає обладнати горизонтальний колектор, замість траншей або котловану буряться кілька свердловин. Їх кількість також залежить від кліматичних умов і будови ґрунту.
За горизонтального улаштування колектора не рекомендується подальше засаджування місця укладання садовими деревами, що обмежують доступ сонячним променям.
Перевага ґрунтових теплонасосів у високій ефективності, тихій роботі та тривалому терміні експлуатації (десятки років). Основна вада — висока вартість підготовчих і монтажних робіт, яка може сягати ціни самого обладнання.
Вода-вода
Первинним джерелом тепла для таких насосів є водойми та ґрунтові води. Є два різновиди водяних теплонасосів:
-
закритого типу;
-
відкритого типу.
У першому разі водойма слугує місцем розміщення колектора, яким рухається проміжний холодоносій (переважно етиленгліколеві або пропіленгліколеві антифризи). За допомогою циркуляційного насоса він подається на контур випарника, віддаючи низькопотенціальне тепло.
Добір тепла в системах відкритого типу відбувається безпосередньо від природного джерела. Це може бути водойма, з якої відбувається подання води на теплообмінник, з подальшим її поверненням у те саме джерело. Якщо немає водойм, буряться дві свердловини: з першої відбувається закачування води, в іншу — повернення. Кількість свердловин може змінюватися залежно від розрахункової потужності обладнання.
Водяні теплонасоси споживають більше електроенергії, порівнюючи з ґрунтовими, але потребують менших монтажних зусиль. Застосування систем відкритого типу може ускладнюватися чинними законодавчими обмеженнями. За високої твердості води можуть знадобитися додаткові витрати на фільтраційні установки.
Системи "повітря-вода"
Тут теплова енергія береться з навколишнього повітря. Система складається з двох блоків:
-
зовнішнього, в якому за допомогою потужних вентиляторів подається повітря на випарник;
-
внутрішнього, де розміщено конденсатор, що передає теплову енергію до безпосереднього теплоносія в системі опалення або гарячого водопостачання.
Повітряні теплонасоси можуть застосовуватися для басейнів із підігрівом, у приватних будинках і комерційних установах. Найефективніше установлення в регіонах із помірно теплим зимовим кліматом. У холодну пору року за низьких температур енергоефективність знижуватиметься, може знадобитися інтеграція з альтернативною системою (газовий, електро- або твердопаливний котел).
Провідним виробником побутових і промислових теплових насосів повітря-вода є японський концерн
теплові насоси Vaillant
.
Насоси "повітря-повітря"
Найбюджетніший різновид теплових насосів, за принципом роботи схожий зі спліт-системами кондиціонування інверторного типу. Можуть працювати як на обігрівання, так і на охолодження. Для ефективної роботи систем такого типу потрібне розведення повітряних каналів в усіх опалюваних приміщеннях. Монтаж оптимальний у процесі будівництва або капітального ремонту будівлі.
На відміну від інших типів теплових насосів, повітряні системи не інтегруються з альтернативними джерелами нагрівання. Для підтримання тепла в приміщенні потрібна триваліша робота обладнання через те, що немає інертного теплоносія в системі.
Перевага повітряних теплових насосів у найнижчій вартості системи та монтажних робіт.
Ефективність теплових насосів для опалення
Важливий чинник, на який потрібно звернути увагу перед купівлею теплового насоса для опалення, — показник COP. Він визначає співвідношення витраченої та виробленої потужностей. Найвищий коефіцієнт мають системи з ґрунтовим розміщенням колектора та насоси "вода-вода": за витраченого 1 кВт електроенергії теплова потужність може сягати 8 кВт.
Повітряні системи залежніші від зовнішньої температури, їх ефективність не перевищує 5 кВт теплової енергії на 1 кВт витраченої, середні показники від 2 до 3 кВт.
Світова практика показує, що найпоширенішими є теплонасоси повітряно-водяного типу. Це пов'язано з тим, що немає витратних підготовчих робіт у процесі монтажу.
Найбільша ефективність теплових насосів досягається під час використання систем підігріву, що не вимагають високих температур (теплі підлоги та фанкойли). Окупність залежить від обраного типу системи, правильного добору обладнання та грамотного монтажу.
Часті питання (FAQ)
Що таке тепловий насос?
Прилад, який «переносить» тепло з зовнішнього середовища (повітря, ґрунту, води) у будинок для опалення і гарячого водопостачання. Принцип роботи нагадує холодильник, но навпаки — холодильник виносить тепло з продуктів назовні, а тепловий насос приносить тепло з вулиці всередину. У фізичних термінах це не виробництво тепла, а його транспортування із зовнішнього середовища. На 1 кВт спожитої електроенергії дає 3-5 кВт теплової енергії.
Як вибрати тепловий насос для дому?
Найважливіше — тип і потужність. Тип: «повітря-вода» найпопулярніший (ставиться без земляних робіт, працює до -25°C); «земля-вода» потребує буріння свердловин або горизонтального колектора (дорожче на старті, але економніше у роботі); «вода-вода» — рідкісний випадок, потрібен водозабір. Потужність — 0,7-1 кВт на 10 м² для добре утепленого будинку. Перевірте COP (коoffset продуктивності): 3,5+ для повітря-вода прийнятно, 4+ — добре, 5+ — топ. Чим вище COP, тим більше тепла на ват електрики.
Як працює тепловий насос?
У зовнішньому блоці хладагент випаровується, поглинаючи тепло з навколишнього повітря (навіть при -15°C у повітрі є тепло — це енергія молекул). Компресор стискає пару, температура різко зростає до +60...+80°C. Гаряча пара передає тепло теплоносію (воді в системі опалення) у внутрішньому блоці. Охолоджений хладагент через клапан розширення повертається у зовнішній блок — цикл повторюється. Електрика витрачається тільки на компресор і насос — самі по собі вони не генерують тепло, а лише переносять його.
Теплові насоси: ціни на ROZETKA
