Тепловые насосы для отопления дома: добро пожаловать в будущее

Тепловые насосы для отопления дома: добро пожаловать в будущее

Насколько эффективно отопление с помощью тепловых насосов? Какими они бывают?

Есть ли у этих устройств существенные недостатки? Насколько дорого обходится этот вид топлива в сравнении с альтернативными источниками тепла? Давайте попробуем разобраться.

Основная цель такого устройства — не охладить, а обогреть помещение.

Что это такое

Вы в общих чертах представляете себе, как работает холодильник? Именно на уровне принципа работы? В двух словах — его компрессор перекачивает тепло из того места, где его и так мало (морозильной камеры) в место, где его много (в комнату, в которой установлен агрегат).

Отопление тепловым насосом использует похожий принцип: тепло отнимается у низкопотенциального источника и переносится с помощью хладагента туда, где оно необходимо. Основа устройства — старший брат компрессора, находящегося у вас на кухне.

Главное же его достоинство — в том, что тепловой насос не вырабатывает тепло, тратя электроэнергию лишь на его перемещение. В результате он способен обеспечивать до 5, а то и 6 киловатт эффективной тепловой мощности на один киловатт потребляемой электрической.

В зависимости от того, что является тем самым низкопотенциальным источником тепла, тепловые насосы делятся на несколько разных типов. Каждый из них обладает своим неповторимым набором достоинств и недостатков.

Здесь описаны исключительно достоинства.

Геотермальное тепло

Наша планета, если задуматься, представляет собой неправильной формы сгусток кипящей лавы, покрытой сверху тонкой корочкой застывшего вещества — корой. Если сравнить земной шар с яблоком, твердая кора по толщине будет сопоставима с его кожурой.

Разумеется, когда-нибудь она остынет: в отличие от звезд с их собственными термоядерными топками, своего источника тепла у планеты нет. Однако сравнение того периода, за который температура ядра планеты заметно изменится, со сроком средней человеческой жизни или даже с возрастом нашей цивилизации позволяет считать этот источник тепла неиссякаемым.

Именно потому, что Земля внутри все еще кипит, температура грунта на сравнительно небольшой глубине постоянно заметно выше точки замерзания воды: она составляет 8-12 градусов уже на глубине 10-50 метров (глубина определяется климатом).

Полезно: так называемые зоны вечной мерзлоты — это всего лишь области, в которых земля не успевает оттаять до точки промерзания за короткое лето. Геотермальное тепло не проблема использовать и в Якутии, и на Дальнем Востоке; однако искать его источник придется на несколько большей глубине.

Геотермальный тепловой насос (грунт-вода или грунт-воздух) заглубленными на 50-70 метров вертикальными зондами или мелкозаглубленным горизонтальным коллектором отбирает тепло у грунта и использует его для отопления дома.

Принципиальная схема геотермального насоса.

Отопление дома тепловым насосом этого типа очень выгодно с точки зрения эксплуатационных расходов:

  • Геотермальные насосы имеют максимальную среди всех устройств этого типа эффективность. Почему? Потому, что температура низкопотенциального источника тепла довольно высока. Чем она ниже, тем больше затраты электричества на транспортировку.
  • Мало того: эта температура постоянна круглый год. Даже в самый лютый мороз на глубине нескольких метров температура постоянна.

Основной недостаток насосов, извлекающих тепло из грунта — размер первоначальных затрат на установку устройств. Велика не только собственно цена насоса: пробурить несколько скважин глубиной в десятки метров тоже обходится очень недешево.

Резко уменьшает затраты использование горизонтального коллектора. Траншею под него несложно выкопать за несколько дней самостоятельно. Кроме того, если вы не понаслышке знакомы с установкой сплит-систем — тепловые насосы для отопления своими руками монтировать вы тоже сможете.

Как принято в таких случаях, есть пара нюансов, которые портят нам радужные перспективы:

  • Отведенная под коллектор площадь должна в несколько раз превышать площадь отапливаемого дома.
  • Использовать под сад или грядки эту площадь не получится: немногие растения переживут сильное охлаждение корней.

Фото позволяет оценить площадь, занимаемую горизонтальным коллектором.

У воды можно отбирать достаточное количество тепла в том случае, если мы располагаем большим ее объемом со стабильной температурой. Конкретнее?

  • Если около вашего коттеджа есть незамерзающий водоем глубиной, хотя бы в три-четыре метра. Желательно — проточный.
  • Если высок уровень грунтовых вод.

Как выглядит практическая реализация в обоих случаях?

  • В водоем на дно укладывается труба теплообменника. Для того чтобы она не всплыла или не перемещалась течением, труба отягощается грузом из расчета примерно 5 кг на погонный метр. Для эффективной работы теплообменника шаг укладки витков трубы должен составлять не меньше полутора метров.

Каким должен быть размер водоема? Скажем так: чтобы снять 10 киловатт тепловой мощности, достаточных для обогрева 100-метрового дома в сравнительно теплом климате, нужна труба — теплообменник протяженностью около 300 метров.

  • Тепловой насос для отопления дома теплотой грунтовых вод чаще всего использует так называемую открытую схему сбора тепла: по направлению тока грунтовых вод одна за другой бурятся две скважины, в первую из которых погружается обыкновенный скважинный насос. Его функция — подать воду на теплообменник.

Охлажденная вода сбрасывается во вторую скважину. Грунтовые воды найти куда легче, чем открытый незамерзающий водоем; однако здесь мы привязаны к необходимому минимальному дебету скважины. Он должен обеспечить эффективный теплообмен без охлаждения воды до точки замерзания.

Дополнительный риск такой схемы — в том, что уровень грунтовых вод может заметно меняться при подвижках пластов грунта. Между тем бурение скважин в непосредственной близости от частного дома недешево, да и оборудование в случае, если дебет скважины резко упадет, окажется просто бесполезным.

Высокий уровень грунтовых вод — зло для строителя. Однако он может послужить отоплению дома.

Воздух

Наконец, самый доступный источник тепла — атмосферный воздух. Теплообменник в этом случае представляет собой большой радиатор с развитым оребрением и вентилятором для его принудительного обдува. Как может использоваться полученная тепловая энергия?

Зачастую отопление загородного дома тепловым насосом организовывается по класической схеме — с использованием теплоносителя и его разводкой по отопительным приборам. Насос, работающий по схеме «воздух-вода», может не только обогреть дом:

  • Дополнительный теплообменник с теплоизолированной накопительной емкостью обеспечит владельцев дома горячей водой. Заметьте — с минимальными затратами электричества.
  • Аналогичные насосы часто используются для нагрева воды в бассейне.

Наружный теплообменник может быть навесным и монтироваться на внешнюю стену дома; однако при большой производительности устройства он требует собственного фундамента. Среди прочего, мощный компрессор передает стенам вибрации, которые слышны в доме.

Еще один популярный вариант — схема «воздух-воздух». Полученная тепловая энергия используется для нагрева воздуха в помещении без посредничества теплоносителя. Простейшую и наиболее дешевую реализацию схемы представляет собой любой бытовой кондиционер в режиме обогрева.

Младшие модели способны обогреть одно помещение (впрочем, благодаря увеличенному размеру теплообменников и мощности компрессора речь может идти о нескольких десятках квадратных метров). Кроме того, существуют мультисплитсистемы: один внешний блок обеспечивает тепловой энергией несколько внутренних.

Тепло от внешнего блока распределяется по нескольким комнатам.

Что еще полезно знать о том, как работает отопление тепловыми насосами, извлекающими тепло из воздуха?

  • Все современные устройства этого класса — инверторные. Переменный ток преобразуется в них в постоянный, что позволяет более гибко управлять мощностью компрессора. Нагрев воздух в помещении до необходимой температуры, компрессор не останавливается, а снижает мощность в несколько раз.

Этим достигается больший ресурс устройства (запуски и остановки губительны для любой механики) и большая экономичность.

Впрочем: в продаже несложно найти обычные сплит-системы, работающие по схеме старт-стоп, теплоотдача которых на киловатт электрической мощности приближается к инверторным. Так, кондиционер Midea 09 HR имеет тепловую эффективность 3,61: на каждый киловатт-час потраченной электроэнергии в помещение перекачивается 3610 ватт-час тепла.

  • Все тепловые насосы с воздушным наружным теплообменником неизбежно снижают свою эффективность по мере снижения уличной температуры.
  • Нижняя граница работы этих устройств — около -30С. В частности, при такой температуре готовы работать насосы линейки Zubadan от Mitsubishi. Тепловые насосы японского производства на фоне классических сплит-систем недешевы; однако в последнюю пару лет у них появилась бюджетная альтернатива.

Инверторные кондиционеры Cooper&Hunter серии Nordic работают в режиме нагрева при температурах окружающего воздуха до -25С, отдавая 4,2 КВт тепловой мощности на 1 КВт электрической.

Любопытно: часть потребляемой энергии при отрицательной температуре идет на непрерывный подогрев греющим кабелем обмерзающего теплообменника наружного блока. Полностью идентичный этой линейке во всем остальном кондиционер серии Deluxe Inverter отдает 4,95 КВт тепла на киловатт электрической мощности, однако его нижняя граница — всего -15С.

Полноценный тепловой насос стоимостью всего в 20 тысяч рублей.

Плюсы и минусы

Так что же такое тепловой насос — отопление будущего или очередная попытка производителей навязать нам не очень-то нужное и дорогое устройство?

Настоящий момент

При текущих ценах на природный газ и электричество отопление газом обходится дешевле примерно в полтора раза. При этом первоначальные вложения в том случае, если газ уже подведен к дому, несопоставимы: цены на газовые котлы начинаются от 8 тысяч рублей. Никакой тепловой насос на эти деньги не купить.

Перспективы

И электроэнергия, и газ постоянно дорожают. Однако запасы газа невосполнимы, и его стоимость будет расти стабильно; с электричеством картина сложнее. Переход на возобновляемые источники энергии неизбежно снизит темпы роста расценок.

Чтобы оценить ближайшие перспективы — достаточно сказать, что кубометр природного газа жителю Норвегии обходится примерно в 10 раз дороже, чем жителю России. А мы изо всех сил стремимся к европейскому рынку и, увы, его ценам.

Капитан Очевидность подсказывает: чем меньше газа остается на планете, тем выше его стоимость.

Удобство использования

Оно во всех отношениях выше всяких похвал, независимо от схемы работы устройства. Температура регулируется термостатами и может программироваться даже в случае отопления инверторными кондиционерами; обслуживание не требуется, отвод продуктов сгорания не нужен.

Выводы

Точка зрения автора — далеко не единственная; к примеру, видео в конце статьи осветит проблему выбора источника тепла несколько иначе.

Однако автор рискнет сформулировать рекомендации таким образом:

  • Если вы живете в холодном регионе и готовы вложить в проект с окупаемостью в десятилетия 15-20 тысяч долларов, ваш выбор — геотермальный тепловой насос.
  • Независимо от региона, расположенный рядом незамерзающий водоем грех не использовать для обогрева. Расходы уменьшатся относительно предыдущего варианта как минимум вдвое.
  • В теплой климатической зоне наш выбор — тепловой насос, извлекающий энергию из воздуха, или его младший брат — инверторный кондиционер. При положительной среднемесячной температуре в течение всего года вы обеспечите себя теплом с минимальными затратами.

Если у вас не бывает сильных морозов — в другом источнике тепла нет необходимости.

Тепловой насос – это ближайшее будущее

Дата публикации: 29 июля 2014

Нужна ли нам альтернативная энергетика

В том числе геотермальная, которая в перспективе займёт ведущее место в мире в системе возобновляемых альтернативных источников? Вопрос далеко не праздный, если учесть огромное стремление всех экономически ведущих стран мира к повороту в сторону перехода на альтернативные источники энергии. Всех, кроме России. Если ассоциировать нашу страну с косолапым, то медведь ещё спит в берлоге, хотя уже четырнадцатое лето 21 века в разгаре. Пора бы уж проснуться!

Читайте также:  Подходящий диаметр трубы для отопления жилого помещения из различных материалов

Наша страна сидит на газовой трубе, зарабатывает на нефти, угле и этих средств, по-видимому, вполне хватает для удовлетворения российской экономики. Пока хватает. Смотрите, что получается. Европейские страны взяли курс на использование возобновляемых источников энергии, чтобы не зависеть от российского газа. Да и с транспортировкой его в Европу через Украину возникли большие проблемы. Решение Российского правительства были приняты на тот момент верные – наладить теснейшие экономические связи с Китаем, чтобы не сбавлять, даже увеличить поставки нефти и газа на восток.

Но нельзя не заметить, что и Китай вплотную занялся выпуском оборудования для геотермальных систем, ветрогенераторов, солнечных батарей. Пройдёт от силы пара десятков лет и восточные друзья могут с дежурно-вежливой улыбкой полностью или частично отказаться от нашего сырьевого товара. 21 век набрал обороты, а мы всё продолжаем мыслить категориями прошлого столетия. То есть, смотрим на внедрение альтернативных источников энергии, как на ребёнка раннего ясельного возраста. А этот ребёнок давно уже собирается жениться.

Хотя целый ряд обстоятельств заставляет, всё-таки, искать новые пути к добыванию безвредных, экономически выгодных источников энергии: ископаемые запасы земли не бесконечны, климат удивляет своей непривычностью по причине, как утверждает мировая наука, чрезмерного использования угля и нефти. Человечество кинулось осваивать ядерную энергетику – и снова напоролось на серьёзную опасность. Куда ни кинь – всюду клин. Выход есть – альтернативные источники энергии, которые окружают нас в воде, воздухе и под землёй (геотермальная энергетика).

Тепловой насос – это…

Из всех известных нам видов возобновляемых источников энергии наиболее привлекательной, в смысле постоянства работы, является геотермальная энергетика. Проще говоря, тепловой насос. Если его смонтировать в загородном доме – на два десятилетия, как минимум, хозяин забудет о зимних холодах и летнем зное. Потому, что тепловой насос укомплектован автоматической системой управления. Он включается и выключается в зависимости от заданной температуры в комнатах. Зимой даёт тепло, летом — охлаждает комнаты.

Система теплового насоса может работать с любой отопительной конструкцией. Во-вторых, потребляемая электроэнергия в 1 квт/час выдаёт энергию в 4-5 раз большую потребляемой. То есть, затраты электроэнергии идут только для работы компрессора. В-третьих, система работает автоматически, выдавая тепло постоянно. При этом экономя значительные средства из семейного бюджета. О лучших результатах мечтать не надо. Но…

Если верить информации из сайта http://www.geoteplo.com.ua/expenses.html, то стоимость оборудования, монтажа под ключ и установки теплового насоса обойдётся заказчику чуть больше 17 тысяч евро. Ничего не скажешь – кругленькая сумма, по кошельку лишь немногим россиянам, а также жителям соседних республик. Казалось бы, хорошее дело поставить во дворе собственного дома такую установку альтернативной энергетики, но уж больно кусается. Может, дешевле сделать тепловой насос своими руками?

Что надо приобрести для того, чтобы самому смонтировать систему теплового насоса. Она проста. Вот её принцип работы (смотрите на фото 1, можно щелкнуть для увеличения).

Весь процесс проходит по замкнутому циклу. Теплоноситель проходит по трубкам, помещённым под землёй на глубине 1,5-2 метра, поступает в теплообменник (испаритель), передаёт тепло во внутренний контур насоса, который заполнен жидким фреоном (хладагентом). Он закипает, так как имеет очень низкую точку кипения, превращается в газообразное состояние, поступает в компрессор, сжимается, в результате чего его температура подскакивает до 60 градусов и выше. Газ идёт в конденсатор, где нагревает воду в системе отопления дома. Охлаждается, снова становится жидкостью. Цикличность повторяется.

Проще говоря, тепловой насос – это холодильник наизнанку. То есть, назначение теплонасоса противоположно неизменному кухонному агрегату. Если мы поместим холодильник дверцей на улицу, а задней стенкой в комнату дома, то он будет нагревать воздух внутри помещения.

Бегство от расходов

А можно ли обойтись без больших расходов, сконструировав тепловой насос своими руками? Хотя в любом случае от расходов никуда не убежишь. Агрегаты надо покупать. Но сумма окажется намного меньшей, чем возьмёт с вас специализированная фирма.

Итак, вы решили самостоятельно поставить у себя дома тепловой насос. Прежде всего, надо приобрести компрессор в специальном магазине или купить подержанный в хорошем состоянии в мастерской холодильных установок. С помощью кронштейна крепим агрегат к стене. Первый этап работы закончили успешно.

Теперь изготавливаем конденсатор. Самый лучший вариант для этой цели – обыкновенный бачок из нержавейки объёмом 100-200 литров. Его разрезаем на две равные части для того, чтобы поместить внутрь медную витую трубку. Где её достать? – Снять со старого холодильника и сделать змеевик. Для чего наматываем трубку, снятую с холодильника, на обыкновенный газовый баллон, делая между витками равное расстояние. Остаётся теперь смонтировать полученный змеевик в разрезанный бак и сваркой соединить обе части бака. Конденсатор готов.

Приступаем к изготовлению следующего агрегата теплового насоса – испарителя. Для этой цели годится пластмассовая ёмкость на 60-80 литров. С помощью кронштейнов крепим внутрь ёмкости ещё один змеевик диаметром до 2 мм.

Вот, собственно, вся работа своими руками. Посмотрите на схематическом рисунке (фото 2), что ещё не хватает в системе теплового насоса и можете считать, что на этом самостоятельная работа закончилась. Дальше придётся обратиться к специалистам-холодильщикам, чтобы собрать систему, произвести сварку трубок и заполнить их фреоном. Такая работа требует квалификации.

Как ни крути, расходов полностью не избежать, но они будут значительно меньше, нежели полностью доверить всю работу специализированной фирме. Впрочем, если вы цените время и располагаете средствами, можете полностью положиться на специалистов и не морочить себе голову.

…Это ближайшее будущее

Снабжение городских квартир, загородных домов, коттеджей геотермальными тепловыми насосами уже при строительстве новых домов – время недалёкого будущего. Ведь и надо-то совсем немного: издай правительство указ, закон, правило – неважно как назвать этот документ, который предписывает строителям в проект будущего дома включать и установку теплового насоса – и дело пойдёт. Без альтернативного источника энергии дом не принимать. Вот и всё. Покрутятся поначалу строители, а потом всё войдёт в норму.

Взять Швецию, холодную северную страну, а геотермальные тепловые насосы действуют в половине домов и зданий. В Стокгольме 12% помещений обогревается геотермальными тепловыми насосами.
По правительственным указам в Америке при строительстве зданий надо изначально оснащать их геотермальным тепловыми насосами. Без них не разрешена сдача зданий в эксплуатацию. Каждый год для этих целей в США производят миллионы тепловых насосов. У нас только раздумывают принимать такие правила, а в Америке уже давно делают.

Правительство Германии отпускает дотации организациям, устанавливающим тепловые насосы, что стимулирует их выпуск и эксплуатацию.

Даже такая небольшая страна Швейцария задействовала 60.000 геотермальных тепловых насосов.
Все факты говорят о том, что мир неуклонно движется в сторону использования альтернативных источников энергии. Особенно это видно на примерах внедрения тепловых насосов.

Такой системе требуется 1 кВт электроэнергии, как было уже здесь сказано, а выдаёт она 4-5 кВт тепла и её не волнуют скачки цен на газ, уголь, мазут. Геотермальный тепловой насос надёжно, без вашего вмешательства, летом выполняет функцию кондиционера, а зимой обогревателя.

И на сколько лет обвалится такое счастье на голову хозяина дома? Для неглубокой схемы укладки труб – 50 лет, а в случае использования скважины – ориентировочно 100 лет. Хватит вам и вашим внукам. Единственное «но» — придется менять компрессор. У него гарантия — 15 лет. И запомните: все эти годы вы забудете об уплате за коммунальные услуги, а будете вносить копейки за мизерный расход электроэнергии, которая потребуется лишь для работы компрессора теплового насоса.

Вот она — фантастика!

Этого фантастического городка ещё нет на географической карте, но он есть в реальной жизни. В городке построено всего 300 трёхэтажных домов коттеджного типа и каждый снабжён геотермальным тепловым насосом. Покупай такой дом и забудь навсегда об оплате за тепло зимой и прохладу в комнатах летом. А для того, чтобы почувствовать дыхание домашнего очага воочию, в зимние вечера можно затопить камин, которым снабжён каждый дом сказочного городка.

На каждом шагу здесь можно встретить сказку. Во-первых, в городке нет улиц, но есть название каждого отдельного коттеджа. Во-вторых, из окон своего дома вы не увидите соседний особняк, так как он отделён живописным лесом. В третьих, у каждого хозяина усадьбы имеется своё озеро с мостками для рыбалки (см. фото 3).

Но и это ещё не всё. Каждый дом оснащён скоростным интернетом, канализацией, индивидуальным освещением и отоплением с помощью теплового насоса, который работает в автоматическом режиме круглый год, отапливая дом зимой и охлаждая летом.

Косули заглядывают в окна на первом этаже, а белки, взбираясь по сосновым стволам, умудряются заглянуть даже в спальню. Прочая живность гуляет по городу, не слыша собачьего лая. Их здесь держат только в квартирах.

Остаётся добавить, что фантастический населённый пункт назван городом Солнца за счёт геотермального отопления и расположен он в предместьях латвийского города Цесис. (Фото 4).

Для чего этот рассказ о фантастическом уголке земли? Да для того, чтобы лишний раз убедить людей, что чудеса можно творить на земле, используя с умом тепло земли и солнца, превращая свою жизнь в райское блаженство. А дома строить надо сразу с монтажом альтернативных источников энергии. Самым подходящим для этого является тепловой насос, работающий бесперебойно, круглый год, в автоматическом режиме.

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Тепловые насосы для отопления дома: добро пожаловать в будущее

Все больше говорится об экологии и о том, как снизить расходы связаны с отоплением дома, которые взаимосвязаны с постоянным ростом цен на энергоресурсы и являются большойнагрузкой для домашнего бюджета. Но как будет выглядеть дом будущего? Можно ли уже сегодня рассматривать решения, которые сэкономят наше время, будут легко управлятся и сберегать энергию?

Расходы на отопление это самые большие расходы в содержании дома

На сегодняшний день на отопление дома предназначаем даже 70-80% всех эксплуатационных расходов.

Это связано с большими потерями тепла, постоянным ростом цен на энергоресурсы, а также устаревшими обогревательными системами. В центральной России, в связи с географическим расположением, обогреваем дома в среднем 7 месяцев в год. По этой причине, уже в ближайшем будущем, жилые здания будут оборудованы современными системами, которые значительно сократят ежегодные затраты на энергию.

В Польше до сих пор используется ископаемые виды топлива, которых ресурсы ежегодно сокращаются. Весь процесс добычи, транспортировки и сжигания угля оказывает также негативное воздействие на окружающую среду, а стандарты, навязанные нам Европейским Союзом приводят к тому, что рано или поздно инвестиции в современные системы отопления станут просто более выгодными. Однако это не означает, что ископаемые виды топлива будут изыматься полностью из использования, так как уже появляются котлы класса 5 с низким уровнем выбросов пыли (до 40 мг/м3), окись углерода (до 500 мг/м3), газообразных органических примеси (до 20 мг/м3) теплоотдача которых составляет 87%.

Читайте также:  Обвязка котла отопления: схема и элементы

Способы отопления дома будущего это не что иное, как использование энергии, накопленной в почве, воде или воздухе.

Несколько способов, как отапливать дом будущего

Если через несколько лет начнут обязывать положения закона, вследствие которых использование угля для отопления дома станет нерентабельным, мы начнем использовать различные виды котлов. Первый вариант – это котлы с использованием биомассы, которые благодаря управляющему устройству в значительной степени автоматизированы. Дома будущего можно также отопливать газом или отопительным маслом, но они настолько дорогие, из-за чегостоит рассмотреть и другие варианты. Но есть у них тоже и преимущества : высокая тепловая отдача, простое обслуживание и экологические показатели.

Тепловая отдача является безразмерной величиной, которая определяет степень, в которой данное устройство преобразует из одной фирмы в другую – энергию.

Во второй половине прошлого века в жилых домах использовалосьболее 150 kWh энергии на 1 м2 в год. Современные же дома потребляют 70-100kWh на каждый квадратный метр. Предлагается, что в будущем жилые здания будут потреблять только 5-15 kWh/м2. Чтобы достичь таких стандартов, инвесторы начнут применять современные виды отопления, которые доступны уже сегодня.

Основным источником энергии в доме будущего будет тепловой насос, который извлекает тепло из окружающей среды и использует его для обогрева дома.Его главное преимущество – это отсутствие необходимости закупки топлива, экологические показатели, а также безопасность. Обогревательное устройство вместе с получающим тепло от почвы теплообменником (площадью 300 – 1000 м2) в состоянии получить мощность10 kW. Это недорогое и проэкологическое решение, хотя стоимость инфестиции в настоящее время достаточно высока.

В домах будущего для отопления будут также использоваться солнечные коллекторы, которые уже сегодня можно увидеть на множестве домов. Используют они бесплатную солнечную энергию, которая используется для нагрева горячей воду или помогает в отоплении дома. В центральной части России из-за интенсивности солнечного света коллекторы используются прежде всего для нагрева воды, снижая потребление энергии до 60% (в теплое время года даже до 86%). Стоит знать, что мощность производительности солнечных коллекторов прямо пропорциональна их поверхности.

Одним из способов экономии на отоплении является использование рекуператоров, заданием которых является уменьшение тепловых потерь, связанных с вентиляцией помещений. Использованиетакихсистемпозволитсэкономитьдо 20-30%

Преимущества современных систем отопления:

– более низкие расходы на получение энергии и независимость от поставщиков энергоресурсов;

– более низкие расходы содержания отопительной системы;

– использование альтернативных источников, которые не вредят окружающей среде;

– экономия времени, необходимого на обслуживания систем старого типа

При использовании контроллеров – значительная экономия

Дом будущего – это не только способ отопления, но также и приборы, отвечающие за управление выбранной системой отопления таким образом, чтобы был максимально экономным и не требовал от нас значительного вмешательства. В каждом помещении должна быть разная температура, которую можем изменить с помощью комнатных регуляторов. Точно добранная в каждом помещении температура является хорошим способом экономии и заботы о окружающей среде.

В домах будущего температурой будет управляла центральная панель, которая позволит на уменьшение температуры во время нашего отсутствия. Эффективным решением будет монтаж полового отопления, которое благодаря контроллерам позволит на простое и интуитивное управление температурой.

Настройка графика работы контроллеров будет стандартом, который увеличит наш тепловой комфорт и обеспечит высокую эффективность систем отопления. Необходимо помнить о том, что комплексные решения, основанные на сочетании отопительной системы и контроллеров для возобновляемых источников энергии приведут к тому, что дома в будущем будут потребляли значительно меньше энергии, тем самым храня окружающую среду и уменьшая наши расходы.

Способы отопления домов будущего уже доступны

Тепловые насосы или солнечные коллекторы уже доступны на рынке, однако из-за высокой стоимости на сегодняшний день не являются популярными. В недалеком будущем они будут являться основным источником тепла, так как уже сейчас стремимся к тому, чтобы сделать свой дом самодостаточным и не использовать природных ресурсов нашей планеты.

А как Вы себе представляете дом будущего? Какая система отопления будет наиболее популярной через несколько десятков лет?

Тепловой насос для отопления дома? Если только денег не жалко!

В европейских странах очень широко для отопления используются тепловые насосы. В России, однако, это чудо прогресса никак не приживается, несмотря на многочисленные потуги коммерческих компаний. Причина этому, конечно, высокая цена теплового насоса в сравнении с теплогенераторами традиционного типа. Как утверждают многие источники, тепловой насос не конкурент котлу на природном газе, однако, при отсутствии природного газа тепловой насос представляется как вполне приемлемый вариант решения проблемы отопления. Но так ли это на самом деле? Попробуем разобраться.

В качестве примера, мы рассмотрим варианты отопления для загородного дома площадью 300 квадратных метров. Вот таблица, которая показывает стоимость первоначальных затрат на отопление:

Тепловой насос в сравнении с котлом на сжиженном газе

Тепловой насосСтоимостьКотел на сжиженном газеСтоимость2
Тепловой насос “солевой раствор-вода” Danfoss DHP-S ECO 33834 000 ₽Газовый конденсационный котел с бойлером 130 литров MCA 35/BS 130 (De Dietrich)254 000 ₽
Комбинированная емкость “бак в баке” 600 л / 200 л (ГВС), с изоляцией137 000 ₽0 ₽
Пропигликоль 20 литров концентрат теплоноситель геоконтура незамерзающий92 500 ₽0 ₽
Геотермальный коллектор с монтажом120 000 ₽0 ₽
Земляные работы (котлован или траншеи для укладки коллектора)350 000 ₽0 ₽
Система отопления с монтажом (радиаторы, теплые полы 250 кв.м., трубы, фитинги)850 000 ₽Система отопления с монтажом (радиаторы, теплые полы 250 кв.м., трубы, фитинги650 000 ₽
Электрическое подключение (щит, кабели, кабель-каналы, автоматы, пускатели)70 000 ₽Электрическое подключение7000 ₽
Обвязка (трубы, насосы, коллекторы, запорная арматура и пр.)160 000 ₽Обвязка (трубы, насосы, коллекторы, запорная арматура и пр.)85 000 ₽
Монтаж установки и обвязки125 000 ₽Монтаж котла и обвязки30 000 ₽
0 ₽Газгольдер с монтажом 4850 литров210 000 ₽
2 738 500 ₽1 236 000 ₽

Для сравнения с тепловым насосом мы взяли газовый конденсационный котел, работающий на сжиженном газе. Выбор этого далеко не самого дешёвого варианта отопления загородного дома обусловлен одной очень важной особенностью использования тепловых насосов. Дело в том, что тепловой насос в силу своих технических характеристик идеально пригоден для работы на низких температурах подающей линии. Он показывает хороший КПД, благодаря которому тепловой насос считается одним из наиболее экономичных способов отопления, при температурах в подаче 35-50˚С. Такая температура подачи идеальна для теплых полов, но в радиаторном отоплении она создает ряд труднопреодолимых проблем.

Газовый конденсационный котел тоже показывает наиболее высокий КПД при низких температурах подачи, что делает его весьма подходящим для использования с теплыми полами и для сравнения с тепловым насосом.

Следует сказать, что, если отказаться от повышенных требований к комфорту, стоимость системы отопления на базе котла на сжиженном газе можно уменьшить в 1,5-3 раза.

Обвязка теплового насоса заметно дороже

Как показывает таблица, системы радиаторного отопления и теплых полов при прочих равных заметно дороже в случае применения теплового насоса. Это связано с его технической особенностью. Тепловой насос работает с разницей температур между подающей и обратной линиями системы отопления всего в 4 К. Газовый котел может работать практически с любой разницей температур между подающей и обратной линией, но традиционно он работает с разницей 10-20 К. Чтобы обеспечить равную мощность системы отопления при меньшей разнице температур нужно увеличить расход теплоносителя, что, в свою очередь, приводит к необходимости увеличения диаметров трубопроводов и запорно-регулирующей арматуры, также приходится увеличивать мощность насосов.

Тепловой насос имеет более сложную обвязку, чем газовый котел. Его рекомендуется отделять от геотермального коллектора и от системы отопления специальными емкостями, которые призваны обеспечить постоянство расхода и температуры теплоносителя в теплообменниках теплового насоса. В результате мы имеем 4 циркуляционных насоса там, где газовому котлу нужен 1.

Электрические подключения теплового насоса тоже заметно дороже. Его потребляемая мощность составляет 10 кВт в то время, как газовый котел потребляет символические 150 Вт.

Понятно, что первоначальные затраты в случае с тепловым насосом заметно выше, но они должны окупиться за счет более низкой стоимости затрат на топливо. Посмотрим, как быстро.

Срок окупаемости теплового насоса

Для расчета срока окупаемости теплового насоса мы возьмём следующие данные:

  • Стоимость 1 кВт электроэнергии – 5 рублей;
  • Стоимость одного литра сжиженного газа – 18 рублей;
  • Среднее время работы теплогенератора – 10 часов в сутки;
  • Длина отопительного периода –215 суток.

Затраты на электроэнергию у теплового насоса составят 107 000 рублей за отопительный сезон, в то же время затраты на сжиженный газ составят 189 630 рублей. В геотермальном коллекторе теплового насоса используется антифриз, который нужно менять каждые 4 года. Стоимость антифриза с заменой составит 110000 рублей, таким образом годовые затраты на антифриз составят 27500 рублей. Стоимость обслуживания газгольдера составит 15000 рублей в год. Стоимость обслуживания и ремонта теплогенераторов мы в расчет не берем, поскольку они сопоставимы, конечно, если не придётся менять компрессор в тепловом насосе, его стоимость сопоставима с стоимостью самого теплового насоса.

Таким образом, стоимость эксплуатации теплового насоса составит 134500 рублей в год, стоимость эксплуатации котла на сжиженном газе составит 204630 рублей в год. Проведя не хитрые математические операции, мы выясним, что срок окупаемости теплового насоса составит 21 год.

Тепловые насосы для отопления дома

Многие участники нашего портала давно пользуются тепловыми насосами и считают их наилучшим способом отопления. Тепловой насос до сих пор остается дорогим устройством, и срок окупаемости у него большой. Но есть удачные опыты самостоятельного изготовления тепловых насосов: это позволяет избежать каких-то нереальных расходов.

  • Принцип работы теплового насоса
  • Как сделать тепловой насос своими руками
  • Выгодно ли делать тепловой насос

Принцип работы теплового насоса

Объясняя принцип действия теплового насоса, люди часто вспоминают холодильник, где в радиатор на задней стенке сбрасывается тепло, «снятое» с продуктов в камере.

Принцип работы теплового насоса, как холодильника: решетка на его обратной стороне греется, морозилка – охлаждается. Если мы удлиним трубки с фреоном и опустим их в ванну, то вода в ней будет охлаждаться, а решетка холодильника – нагреваться; холодильник будет перекачивать тепло из ванны и греть помещение.

По этому же принципу работают и кондиционеры, и тепловые насосы. Работа приборов основана на цикле Карно.

Теплоноситель движется по грунту или воде, в процессе «снимая» тепло и повышая свою температуру на несколько градусов. В теплообменнике теплоноситель отдает накопленное тепло хладагенту, тот становится паром, поступает в компрессор, где поднимается его температура. В этом виде он поставляется в конденсатор, отдает тепло теплоносителю ОС дома, и охладившись, снова превращается в жидкость и поступает в испаритель, где нагревается от новой порции нагретого теплоносителя. Цикл повторяется.

Мы разберем это на конкретном примере нашего пользователя, который сделал тепловой насос своими руками.

Тепловые насосы работают на энергии природных источников тела:

Собирать тепло с грунта (ниже глубины промерзания его температура всегда около +5 – +7 градусов), можно двумя способами:

  • горизонтальный грунтовый коллектор
  • уложенные горизонтально разными способами трубы.

По трубам течет «рассол» – на FORUMHOUSE часто используют пропиленгликоль, который забирает тепло земли, передает его хладагенту, и остыв, снова отправляется в грунтовый коллектор.

Горизонтальный грунтовый коллектор – самый дешевый способ получения энергии для работы теплового насоса. Проблема в том, что он занимает большую площадь. Чтобы обогреть дом 100 кв.м. потребуется около 5 соток на участке, и над коллектором нельзя будет возводить капитальных строений и сажать деревья с мощной корневой системой.

Люди с небольшими участками вынуждены использовать более дорогой способ – вертикальный грунтовый зонд. Это целая U-образная труба, опущенная на большую глубину (около 150 метров), или несколько таких труб, заглубленных на 20 метров (в итоге это получается дешевле и не требует получения разрешения).

Для экономии места можно бурить маленьким буром много неглубоких скважин. Получится дешевле чем бурить одну большую.

Также для работы теплового насоса используется вода – или из открытого водоема, или из скважины.

Способ устройства теплового насоса для отопления дома «вода- вода» считается самым выгодным (нет расходов на бурение и прокладку траншей), но только если дом, в котором будет установлен тепловой насос, стоит на берегу, не дальше, чем в 50 метрах от водоема. В этом случае трубопровод с «рассолом» опускается на дно реки – и все.

При втором способе необходимо пробурить две скважины: из одной вода будет поступать к тепловому насосу и передавать ему свое тепло, а во вторую будет отправляться уже «отработанная», остывшая вода. Расстояние между скважинами должно быть не менее 20 метров.

Тепловые насосы «воздух-воздух» эффективны только в южных регионах, где температура зимой не опускается ниже -5 градусов.

Самодельный тепловой насос

При всех преимуществах, которые имеет тепловой насос, цена этого устройства даже без обустройства коллектора составляет несколько тысяч у.е. Сократить расходы можно, сделав его самостоятельно.

Участник FORUMHOUSE c ником Saga сделал тепловой насос для отопления трехуровневого дома площадью 300 квадратных метров, собрав его из компрессора, пластинчатых теплообменников, фильтра-осушителя, ТРВ и других компонентов. В качестве хладагента использовал фреон R22.

На участке на глубине полутора метров проложил два контура трубы ПНД по 450 метров и один контур, на 600 метров, поместил в речку рядом с домом. Копал траншеи и все соединения делал сам – сейчас, с опытом, сделал бы все надежнее и экономнее.

Спустя три года домовладелец не пожалел о своем решении установить тепловой насос. Он смонтировал к нему еще и вентиляцию (ТН подогревает воздух перед рекуператором), а холодным воздухом летом бесплатно остужает дом. Отопление, подогрев воды и кондиционирование обходится ему в 25 000 в год.

На этой исторической фотографии видно, сколько электричества было потрачено за три года на отопление и подогрев воды – 38586 киловат (напомнаем, площадь дома – 300 кв.метров).

Счетчик на фото специально для теплового насоса: когда-то сам не верил .

Соседи, оценив потенциал теплового насоса, сделали себе такие же. Главной ошибкой в устройстве теплового насоса наш пользователь считает чрезмерную длину холодных контуров – 200 метров было бы достаточно. Еще один промах – теплообменник в системе вентиляции, его надо делать с большим запасом; обязательно пригодится.

Все мелкие ошибки связаны с попытками сэкономить.

Не экономьте на диаметре труб, покупайте фирменные фитинги и циркуляционные насосы и будет вам счастье.

Подведение итогов

Участники нашего портала используют тепловой насос, как полноценную систему отопления (а не вспомогательную). По нашим наблюдениям, тепловой насос становится все более популярным способом отопления загородного дома. По отзывам наших пользователей, тепловой насос лучше всего работает в домах с низкими теплопотерями, поэтому в идеале дом нужно «затачивать» под это устройство еще на этапе проектирования. Хорошим вариантом будет каркасник со всеми необходимыми утеплениями, мембранами и пленками, или каменный дом. Второй момент: тепловой насос наиболее эффективен в альянсе с низкотемпературными отопительными приборами, так что лучше сразу ориентироваться на теплый пол.

На FORUMHOUSE можно найти огромное количество информации для тех, кто решится сделать тепловой насос своими или чужими руками. Есть рекомендации по правильному устройству геотермального контура теплового насоса, бесценные подсказки для самостоятельного изготовления теплового насоса, инструкции по проектированию тепловых насосов, узнайте, как сделать самую бюджетную, «народную» систему отопления на основе теплового насоса, посмотрите наше видео про дом, который успешно отапливается тепловым насосом.

Отопление частного дома тепловым насосом

Современные системы для отопления частного дома

  1. Самый простой вариант – централизованное теплоснабжение. Скажем сразу о недостатках: зимой – неконтролируемая жара, забитые радиаторы, частые аварии теплосетей. Дальше – больше. Лето – без горячей воды. Хочешь – ставь кондиционер, не хочешь – дыши через форточку. А коммунальные платежи растут как снежный ком.
  2. Автономное отопление частного дома электрокотлом. Даже при устройстве теплых полов, при все-таки возросших тарифах на электроэнергию, эксплуатация электрокотлов очень дорогая. Не очень спасают и многотарифные счетчики.
  3. Индивидуальное отопление частного дома газовым котлом – наиболее частый выбор. При нынешних тарифах на газ содержание двух- или трехэтажных коттеджей и особняков обходится особенно дорого. Не секрет, что часто отапливается не весь дом, а только несколько комнат, где находятся жильцы дома. О проблемах неотапливаемых помещений не стоит упоминать. Если экономишь газ, то понятие «холодные зимы» знакомо теперь многим не понаслышке. Посидеть у камина – теперь не просто уютное времяпрепровождение.
  4. Твердотопливный котел, в смысле платежей, – дело выгодное, если есть топливо. А с ним все больше головных болей. Да и постоянная забота по обслуживанию: чистка золы, загрузка, влажность топлива, запас на зиму, уход за дымоходом… В общем – много забот, и забудем об экологии. О кондиционировании летом приходится заботиться отдельно.
  5. Тепловой насос для отопления дома становится не просто экзотической отопительной технологией, а наиболее актуальным, выгодным и желанным решением. Поскольку он, что самое главное, потребляет в несколько раз меньше электроэнергии, чем электрический котел. И при сравнении с газовым отоплением, при стремительно растущих газовых тарифах, тепловой насос для дома – несравненно, в несколько раз экономичнее, особенно для большой площади. Подробнее о том, что такое тепловой насос и его нюансы, можно прочитать по ссылке.

10 причин, почему тепловой насос самое оптимальное и выгодное решение

  1. Использование альтернативных источников тепловой энергии для отопления дома – общепринятый приоритет во всех европейских странах.
  2. Платишь за 1 кВт, а получаешь на отопление и ГВС, благодаря инновационным технологиям, 4-5 кВт тепла. Что может быть выгоднее?
  3. Для нового проекта – нет варианта лучше. Самый перспективный вид отопительного оборудования в применении и развитии в ближайшем будущем – это тепловой насос.
  4. Наилучшая интеграция в другие системы отопления (в построенных домах). Максимальная тепловая нагрузка падает на ТН, а газовый или твердотопливный котел, остается в резерве.
  5. 3 функции в одном агрегате: отопление, охлаждение и нагрев бытовой воды. Как опция – нагрев воды для бассейна.
  6. Наивысший уровень комфорта. Ни один из других видов отопительного оборудования не обеспечит такой уровень комфорта с точным поддержанием задаваемых пультом показателей температуры в доме.
  7. Самые экономные затраты на отопление и горячее водоснабжение (ГВС).
  8. Современные интеллектуальные методы управления и программирования режимов работы ТН.
  9. Инновационные технологии управления – производство тепла/холода и горячей воды в строгой зависимости от величины нагрузки, и не больше.
  10. Экологическая чистота, долговечность и безопасность теплонасосного оборудования.

Как работает тепловой насос?

Какие есть типы тепловых насосов, в чем их особенности?

Плюсы: Прослужит немного больше лет, чем другие типы, так же практически не создает шума при работе, и является наиболее надежным и эффективным типом для отопления, работает в любое время года с наиболее высоким COP, так как земля всегда имеет положительную температуру.

Минусы: Само собой, на обустройство системы коллекторов для теплообмена потребуется почти столько же средств, как и на покупку теплового насоса. Плюс к этому, нужно будет приложить массу усилий для того, чтобы сделать нужные траншеи, пустить туда множество зонтов, наладить систему – много времени, много задействованных людей, много бюджетных средств. Более того, производители часто указывают коефициент СОР при использовании системы в идеальных условиях, но совсем не учитывают, что такой тип ТН потребляет много электричества при работе скважинных насосов, а ведь из-за высокого энергопотребления скважин снижается показатель СОР.

Оптимальным считается забор воды с глубины 10-15м. Выполнять буровые работы должны только квалифицированные специалисты лицензированных организаций. Для использования тепла недр могут потребоваться разрешения от соответствующих ведомств. Для воды необходима фильтрация и отсутствие угрозы образования осадков.

Плюсы: По стабильной продуктивности круглый год это оборудование несколько эффективнее, чем воздушные тепловые насосы.

Плюсы: Отопление дома тепловым насосом воздух-вода – наиболее перспективный выбор системы теплоснабжения для вновь строящегося дома. Это самый экологически передовой способ для полного комфорта летом и зимой. Такие ТН обеспечивают не только обогрев, но и охлаждение дома. Это самый экономный вариант для нагрева воды для быта или в бассейне.

Минусы: Уступает по эффективности другим видам тепловых насосов, обрабатывает несколько меньше тепловых масс, но эта разница совсем незначительная. А забот при этом намного меньше, ведь Вы сможете установить систему за несколько часов. При слишком сильных морозах, энергоэффективность теплового насоса воздух-вода падает. Но так случается практически с каждым оборудованием, которое работает на альтернативных источниках тепла. Зато при среднестатистической зимней температуре такой тип работает с такими же показателями, как и другие типы тепловых насосов.

Итоги

Выбор модели теплового насоса зависит от цели проекта, возможностей и характеристик места установки, финансовых инвестиций и энергетических лимитов подведенной сети.

Стоимость теплового насоса воздух-вода, с учетом всех монтажных работ и элементов, составляет примерно 6650 евро. А установка котла со всеми разводками и деталями – немножечко меньше. Но при этом, тепловой насос окупится за парочку лет, а котел не окупится никогда – он будет постоянно тянуть на себя расходы, особенно, если это газовый котел. А при твердотопливном котле – мало того, что придется вырубать лес, портить нашу экологию, засорять атмосверу планеты, это еще и включает в себя регулярное обслуживание и подкидывание топлыва трижды в день. Приобритайте тепловые насосы – заботьтесь об экологии и своем времени/бюджете. Вы можете ознакомится с точными расчетами по стоимости и окупаемости теплового насоса здесь.

Для умеренных климатических условий Украины воздушные тепловые насосы – самый выгодный в плане инвестиций, экономности платежей, скорости окупаемости, универсальности монтажа и функциональности вариант теплонасосного оборудования. Участвуя в программах стимулирования внедрения энергоэффективных проектов, типа IQ-energy и других, реализовать мечту о приобретении и установке такого передового оборудования намного проще.

Читайте также:  Самоделка требует осторожности
Ссылка на основную публикацию