Тепловые насосы в частных домах
Вот мы и добрались до тепловых насосов, которые все чаще пользуются спросом из-за свой выгоды и окупаемости в долгосрочной перспективе. В этой статье мы детально рассмотрим принцип работы и разновидности таких отопителей, расскажем о плюсах и недостатках, а также разберем, как правильно установить такой отопитель в доме.
Начнем с краткого введения. Тепловой нанос – это изделие, которое способно переносить тепло из одной точки в другую. Такое устройство изымает тепло из природных источников, таких как почва, воздух или жидкость, и переносит его для обогрева в помещение. Помимо этого, такое устройство способно работать и в обратном режиме. К примеру, в жаркую погоду тепло из помещения будет переноситься наружу в почву, воздух или воду. Принцип работы рассматриваемого изделия очень схож с обычными холодильными установками.
Принцип работы теплового насоса
Работа обозреваемого отопителя основана на цикличном процессе преобразования энергии. В научных кругах такой метод передачи энергии именуется циклом Карно, названного в честь французского инженера и ученого, Сади Карно. Он сделал это открытие в далеком 1824 году. Стоит отметить, что рассматриваемый цикл задействует свойства охлаждающей жидкости (хладагента), которая способна испаряться и конденсироваться при изменениях температуры и давления.
Теперь перейдем к принципу работы теплового насоса. Такое изделие функционирует в четыре этапа. В первую очередь насос прогоняет хладагент через встроенный испаритель, где первый впитывает тепло из окружающей среды, будь то вода, воздух или почва. Напитавшись теплом, хладагент преобразуется в газообразное состояние. Во втором этапе внутренний компрессор сжимает хладагент, который уже преобразовался в газ, и за счет этого температура теплоносителя повышается. Далее нагретый газ проходит через специализированный конденсатор, где он отдает набранное тепло в систему отопления, установленную в помещении, параллельно преобразуясь обратно в жидкость. В последнем этапе нагревающий элемент в виде хладагента, проходя через расширительный клапан, сжимается и подготавливается к повторному циклу. Который, как мы уже узнали, называется Карно. Весь этот цикличный процесс дает поддерживать постоянную и комфортную температуру в помещении.
Разновидности тепловых насосов
Доступные для покупки тепловые наносы изготавливаются во всевозможных форм-факторах, благодаря чему у покупателя будет вариативность в выборе отопительного изделия. К примеру, покупатель способен выбрать из моделей, которые берут тепло как с воздуха и воды, так и из почвы. Такие разновидности моделей обусловлены разным способом получения тепла. Например, в одних регионах земля слишком глубоко промерзает, и установка отопителя, который будет брать тепло из почвы, попросту не рациональна. В иных местах, наоборот, установка путем закапывания в землю будет самым оптимальным вариантом.
Тепловые насосы разделяются на несколько главных категорий. Далее разберем каждый из вариантов.
Воздушные
- Воздух - воздух. Перекачивают тепло из наружного воздуха внутрь здания и наоборот. Они часто используются для кондиционирования и отопления воздуха.
- Воздух - вода. Извлекают тепло из воздуха для нагрева воды, которая используется в отоплении (например, теплые полы или радиаторы).
Геотермальные (грунтовые)
- Грунтовые. Эти насосы используют постоянную температуру земли на определенной глубине для отопления или охлаждения. Устанавливаются под землей и эффективны круглый год.
- Земля - вода. Перенос тепла из земли в воду для отопления зданий.
- Земля - воздух. Перенос тепла из земли в воздушные системы отопления или охлаждения.
Водяные
- Водяные. Используют воду как источник тепла. Водяные тепловые насосы устанавливаются рядом с водоемами (реками, озерами) или они используют подземные воды.
- Вода - вода. Передают тепло от воды к воде, используются для отопления и горячего водоснабжения.
- Вода - воздух. Передают тепло от воды к воздушной системе отопления.
Гибридные
- Гибридные. Комбинируют тепловые насосы с другими источниками тепла, например, с газовыми котлами. Это дает системе работать более эффективно при изменении наружной температуры.
Недостатки тепловых насосов
Помимо очевидных плюсов, которые, однако, раскрываются только в долгосрочной перспективе, присутствуют и нюансы. О них мы и поговорим. Если закрыть глаза на очевидную экономию при оплате коммунальных услуг с использованием теплового насоса, установка последнего будет затратным действием, ведь речь идет об закапывании ощутимого количества специализированных труб в грунт или бурении углубленных скважин.Помимо перечисленного, некоторые модели, а конкретно воздушные отопители, теряют заявленный производителем коэффициент полезного действия при снижении температуры. Из-за этого может потребоваться установка дополнительного (резервного) отопителя. Стоит отметить, что данные отопители также требуют постоянной профилактики и обслуживания.
Как выбрать тепловой насос
В первую очередь потребуется просчитать отапливаемую площадь и выявить потребность именно в таком типе отопителя. Далее стоит выбрать изделие, подходящее под климатические особенности региона, в котором расположен жилой дом. Также стоит учитывать и суровость зимнего периода, ведь если зима слишком холодная, то для нормального отопления помещений потребуется тепловое изделие с увеличенной мощностью.
Следующим критерием выступает источник получаемого тепла. Такой выбор будет обусловлен наличием водоема рядом с домом или большого пространства для бурения некоторого количества скважин.
Стоит отметить, что расчет цены на установку таких отопителей не включает затраты на дальнейшее обслуживание, а это немаловажный пункт расходов. Пользователю потребуется рассчитать годовые расходы на поддержание работоспособности такого изделия и принять решение в целесообразности установки теплового насоса.
Экономическая выгода тепловых насосов
Хотя изначальные расходы на монтаж теплового отопителя будут повышенными, в долгосрочной перспективе проглядывается экономическая выгода. За счет увеличенной энергоэффективности тепловые насосы дают сократить расходы на отопление и охлаждение помещений вплоть до 70 процентов. Стоит отметить, что в некоторых странах действуют программы льгот и скидок на установку описываемых изделий для отопления, что дает ощутимо снизить первоначальные затраты.
Помимо экономической выгоды, такие насосы оказывают положительное действие на окружающую среду. Так как такие устройства используют восполняемую энергию, они снижают выбросы газов. По сравнению с твердотопливными или газовыми отопителями, тепловые насосы выделяют в половину меньше углекислого газа.
