Способы отбора тепла из окружающей среды для теплового насоса
Тепловые насосы – это и тепло (отопление), и прохлада (кондиционирование), и горячая вода в загородном доме. Эта технология позволяет решать сразу комплекс задач по поддержанию требуемого температурного режима в доме, офисе или на предприятии. Для работы установки требуется только электричество, что делает объект наиболее энергонезависимым. Теперь можно эффективно отапливать, скажем, загородный дом, невзирая на его территориальную принадлежность и удалённость от газовых магистралей. Широкий выбор конструкций и моделей таких теплогенераторов, позволяет оптимально подобрать нужное оборудование.
Плюсы теплового насоса по сравнению с иными источниками отопления и водоснабжения дома очевидны. Это безопасность, экологичность и самоокупаемость в течение пяти лет.
До начала разработки проекта системы отопления на основе теплового насоса необходимо выбрать способ отбора тепла из окружающей среды. Ниже рассмотрены достоинства и недостатки основных способов.
Теплота от воздуха
Отбор тепла от уличного воздуха производится посредством компактного медно-алюминиевого теплообменника, через который циркулирует хладагент. Теплообменник принудительно обдувается воздухом с помощью вентилятора.
Достоинства: компактность, низкая стоимость.
Недостатки:
- высокое потребление электроэнергии;
- высокий уровень шума;
- непостоянная мощность – падает температура воздуха, падает и мощность установки.
Теплота от воды с водоёма
Подразумевается наличие водоёма в непосредственной близости.
Тепло отбирается из водоёма со стоячей или проточной водой. Можно отбирать непосредственно воду (она должна быть достаточно чистой), либо в водоём помещается теплообменник (изготавливается обычно из ПНД труб), по которому циркулирует теплоноситель. Так как постоянно чистую воду в открытых водоёмах найти почти невозможно, чаще всего используется второй вариант.
Достоинства: низкая стоимость теплообменника.
Недостатки:
- высокая трудоёмкость монтажных работ;
- высока вероятность повреждения теплообменного аппарата находящимися в воде предметами, плавсредствами и др.;
- непостоянная мощность, так как температура воды в водоёме может значительно колебаться.
Теплота от грунтовой воды
Тепло отбирается от воды, которую подаёт из артезианской скважины водоподъёмный насос. Вода, отдавшая тепло, сливается в другую, приёмную скважину.
Достоинства: относительно низкая стоимость, компактность.
Недостатки:
- высокое потребление электроэнергии;
- малый срок службы скважинного насоса при его высокой стоимости;
- засорение устройства теплообмена;
- необходимость обеспечения доступа к скважинному насосу для сервисных процедур;
- вероятный низкий срок службы скважин.
Теплота от грунта
Тепло отбирается из грунта, в котором размещается теплообменный контур, по которому циркулирует теплоноситель. Такой отбор имеет весомые преимущества перед скважиной на воду.
Существует два способа размещения теплообменного аппарата:
- Горизонтальный теплообменник. Трубопровод из ПНД или PEX трубы укладывается в траншеи.
Достоинства:
- отсутствие сложных технологических операций при монтаже;
- низкое энергопотребление;
- высокий срок службы.
Недостатки:
- необходимость в задействовании значительных площадей земли;
- большой объём земляных работ;
- невозможность возведения капитальных зданий над теплообменником;
- возможное переохлаждение грунта с нанесением вреда растениям.
- Вертикальный теплообменник. В вертикальной скважине размещается одинарный или двойной U-образный теплообменник из ПНД или PEX труб, называемый геозондом.
Достоинства:
- низкое энергопотребление;
- самый высокий срок службы;
- минимальное влияние на окружающую среду;
- возможность возведения зданий над геозондами;
- не требуются обслуживание и сервисные процедуры;
- самая высокая эффективность получения, как тепла, так и холода.
Недостатки:
- требуется большой объём буровых работ;
- для долгосрочной эксплуатации необходимы качественные геозонды заводского производства;
- выполнение работ под силу только высокотехнологичному подрядчику.
Резюме: в разных условиях вес тех или иных плюсов и минусов различен, поэтому квалифицированное проектирование очень поможет на стадии строительства и снизит вероятность эксплуатационных неудобств.