Система опалення є однією з обов’язкових складових кожного житлового приміщення (втім, і більшості нежитлових також). Пояснюється це тим, що всі ми прагнемо перебувати в теплі. До того ж, будинок без опалення в зимовий період буде просто непридатний для проживання. У зв’язку з цим актуальним є упорядження опалювальної системи таким чином, щоб вона була ефективною і недорогою одночасно. І в цьому плані без додаткового обладнання обійтися практично неможливо. Під додатковим обладнанням в даному випадку маються на увазі різного роду технічні засоби, іменовані тепловими насосами. Вони поділяються на кілька типів, виходячи з принципу дії. Так, існують насоси, що працюють при взаємодії води і повітря або якогось одного із зазначених елементів. Крім того, останнім часом все більш широке поширення набувають насоси, призначені для проектування систем геотермального опалення. Такі системи є більш дешевими, в порівнянні з традиційними.
Щоб купити той чи інший тепловий насос, необхідно знати принцип його дії і чітко уявляти собі, для чого саме ви будете його використовувати. Це дозволить зробити покупку максимально вигідною, а вкладення – ефективними. Далі ми розглянемо особливості проектування систем геотермального опалення, а також визначимо, яким тепловим насосам надають перевагу.
Особливості та принцип роботи систем геотермального опалення
Вперше геотермальне опалення з’явилося в США. Жителі цієї країни зрозуміли, що природні ресурси є вичерпаними і можуть в якийсь момент закінчитися. До того ж, запаси природного газу в Америці досить обмежені. Розробки альтернативних опалювальних систем велися досить довго. В кінцевому підсумку була створена система, що працює при використанні нагрітих грунтових вод. Саме вона і отримала назву геотермальне опалення.
Принцип роботи цієї системи заснований на тому, що грунтові води мають досить велику температуру. Знизу вони підігріваються магмою, а зверху – енергією Сонця. Якщо ви знаєте закони фізики, то напевно маєте уявлення про те, що будь-який предмет можна нагріти певною енергією. Зокрема, залишений під прямими сонячними променями метал навіть на холоді може стати теплим. Саме з цієї причини грунти не промерзають занадто глибоко. Це знання і було покладено в основу створення системи геотермального опалення.
Витрати на установку такої системи значні, але вони досить швидко окупаються. Справа в тому, що 1 кВт електроенергії, витраченої на функціонування геотермального опалення, здатний перетворитися в 3 і навіть більше кВт теплової енергії. Якщо порівнювати це з роботою, наприклад, кондиціонера, то можна зробити висновок про те, що система геотермального опалення здатна нагріти повітря максимально швидко.
Щоб реалізувати систему геотермального опалення на вашій ділянці, потрібна буде шахта і тепловий насос. При наявності природної водойми можна обійтися і без шахти. Якщо говорити коротко, то принцип дії системи заснований на тому, що в шахту встановлюється труба для перегону води і спеціальний антифриз, що нагріває цю воду. При цьому антифриз практично не витрачається. В установці труб ніяких складнощів немає, а ось до вибору насоса потрібно підійти більш відповідально.
Види і особливості вибору теплових насосів для опалення
Відразу потрібно зазначити, що ціна на теплові насоси безпосередньо залежить від їх потужності. Теплові насоси для опалення випускаються в 3 варіантах – вода-вода, повітря-вода і повітря-повітря. На перший погляд, назви дещо дивні. Але саме вони пояснюють принцип дії того чи іншого насоса.
Щоб найбільш вигідно купити тепловий насос для опалення, потрібно знати, перш за все, глибину свердловини. Не зайвим буде і облік кількості поверхів у будинку, оскільки для підняття води на велику висоту потрібна буде і відповідна потужність. Тому якщо для одноповерхової будівлі цілком підійдуть насоси з невеликою потужністю, то для багатоповерхових об’єктів кращими є більш вдосконалені моделі.
Купівля теплового насоса для опалення – досить вигідне вкладення, оскільки термін служби у насосів досить великий. До того ж, при їх використанні в системах геотермального опалення буде відчуватися ще й чимала економія коштів.
В середньому, продуктивність теплових насосів дозволяє їм виробляти кількість теплової енергії, що втричі перевищує кількість витраченої.
Принцип роботи насосів “повітря-повітря”
В цілому робота будь-якого теплового насоса заснована на звичайних фізичних властивостях. Що стосується насосів типу “повітря-повітря”, то принцип їх дії полягає в тому, що рідина при випаровуванні впливає на температуру робочої поверхні. Якщо провести порівняння з побутовою сферою, то це буде схоже охолодження гарячого чаю.
З технічної точки зору робота насосів даного виду приблизно така ж, як у побутових кондиціонерів. Взагалі, вони є альтернативним джерелом теплової енергії. Якщо ви вирішили купити тепловий насос саме цього типу, то ніякі опалювальні прилади вам більше не знадобляться. Температура в приміщенні буде нагріватися безпосередньо при обміні повітря всередині будинку з вуличним. Проходячи через насос, вуличне повітря взаємодіє з конденсатором і випарником. Під впливом фреону відбувається нагрівання до потрібної температури. Відповідно, назад при цьому виходить повітря з приміщення.
Теплові насоси мають додаткову функцію, що дозволяє використовувати їх як для нагрівання навколишнього повітря, так і для охолодження. Однак, у другому випадку кількість витраченої енергії буде вище, в порівнянні зі звичайними побутовими кондиціонером. Тому кожен прилад все ж краще застосовувати за його прямим призначенням.
Як працюють теплові насоси типу “вода-вода”
Теплові насоси типу вода-вода призначені в основному для систем геотермального опалення, про які йшлося вище. Принцип роботи насосів даного виду заснований на тому, що вода знаходиться в замкнутій системі і постійно циркулює. Для роботи найкраще (і простіше для установки) використовувати природну водойму, що знаходиться на відстані не менше 100 метрів від будівлі. Якщо такої водойми поблизу немає, доведеться бурити свердловину.
Для застосування насосів типу вода-вода знадобляться опалювальні труби. Термін експлуатації такої системи буде досить високим, так як вода буде постійно циркулювати. Відповідно, відкладень на стінах не виникне. Купити насос саме цього типу краще за все тим, хто проживає в безпосередній близькості від водойм або в місцевості з високим рівнем грунтових вод. Це пояснюється тим, що в даному випадку витрати на монтаж опалювальної системи будуть не такими великими.
За своїми якостями всі насоси цього типу є зануреними, тобто вони можуть працювати тільки при безпосередній взаємодії з водою. Зважаючи на це корпус таких насосів має підвищені захисні властивості, що запобігає розвитку корозії і швидкий вихід його з ладу.
Принцип роботи теплових насосів “повітря-вода”
Теплові насоси повітря-вода є додатковим обладнанням для монтажу опалення. Принцип роботи цих насосів обумовлений нагріванням рідини під впливом енергії вітру. Такі насоси підійдуть, переважно, для застосування в південних регіонах. Справа в тому, що кількість теплової енергії тут залежить від температури навколишнього повітря, а також від потужності електроенергії. Найбільш якісною є робота цього типу насосів при температурі не нижче -5 градусів. Звичайно, з їх допомогою можна обігріти приміщення і при сильних морозах, але це зажадає більшої витрати енергії. Відповідно, збільшаться фінансові витрати на оплату електроенергії.
Встановлювати такі насоси бажано на відстані 2 метри від будинку. При цьому місце установки слід обладнати навісом, щоб запобігти потраплянню на корпус опадів. У зимовий період насоси типу “повітря-вода” вимагають додаткового обслуговування, що полягає в обігріві. В іншому випадку корисні властивості обладнання можуть в будь-який момент зіпсуватися.
