Найти тему

Альтернативное отопление. Виды тепловых насосов (часть 1).

Тепловой насос - устройство, работающее по принципу знакомых нам кондиционера и холодильника, разработанное для обогрева зданий за счет преобразования низкопотенциальной энергии земли, водоемов, уличного воздуха.

Принцип работы теплового насоса - преобразование низкопотенциального тепла окружающей среды и дальнейшее его использования для нагрева горячей воды или системы отопления.
Принцип работы теплового насоса - преобразование низкопотенциального тепла окружающей среды и дальнейшее его использования для нагрева горячей воды или системы отопления.

Для неподготовленного читателя это устройство сложное и непонятное - что может вызвать негатив к технологиям альтернативного (нетрадиционного) отопления. Именно поэтому я запустил серию публикаций по этой теме (кстати, если что-то непонятно - в низу публикации есть моя электронная почта и поля для комментирования - задавайте вопросы в удобном для Вас месте).

Перед погружением в статью рекомендую ознакомиться со статьей "Альтернативное отопление. Введение", в которой в общих чертах я рассказываю про причины интереса к данным технологиям.

Начнем с классификации - проведем краткий обзор разновидностей тепловых насосов, которые присутствуют на российском рынке.

Классификация будет неполная - мы рассмотрим только основные аспекты, которые могут быть важными Вам - Потребителю.

Тип теплового насоса.

1. Геотермальные тепловые насосы. Тепловые насосы данного типа отбирают низкопотенциальное тепло у грунта - для этого либо бурят скважины (в которые опускаются геотермальные зонды с антифризом, циркулирующим по контуру), либо раскладывают горизонтальный коллектор (аналог теплого пола).

Слева - схема вертикальных геотермальных зондов, справа - схема горизонтального коллектора.
Слева - схема вертикальных геотермальных зондов, справа - схема горизонтального коллектора.

Для правильной работы теплового насоса данного типа (второе их название - "грунт-вода") необходимо в первую очередь правильно рассчитать "размеры" грунтового контура - для того, чтобы запасенного в нем тепла хватило на долгую зиму.

В целом данные тепловые насосы отличаются высокой эффективностью и надежностью (как мы любим говорить "закопал - и забыл").

Пример довольно функциональной котельной с геотермальным тепловым насосом, включающим (справа налево): коллектор отопления, расширительные баки, тепловой насос, бойлер горячей воды, водоочистку.
Пример довольно функциональной котельной с геотермальным тепловым насосом, включающим (справа налево): коллектор отопления, расширительные баки, тепловой насос, бойлер горячей воды, водоочистку.

2. Водяные тепловые насосы. Это точно такие же тепловые насосы, единственное отличие которых - среда, у которой отбирается низкопотенциальное тепло. А это:

  • поверхностные водоемы с открытым водозабором (когда речная или морская вода прокачивается через теплообменник теплового насоса, передавая тепло в систему отопления через промежуточный фреоновый контур)
  • поверхностные водоемы без водозабора (когда аналогичный горизонтальному коллектор раскладывается в водоеме)
  • глубинные воды с открытым водозаборам (когда бурятся скважины, из одной отбирается вода, прокачивается в тепловой насос и сливается в соседнюю).
Схематичное изображение водяного теплового насоса с отбором тепла у водоема.
Схематичное изображение водяного теплового насоса с отбором тепла у водоема.

Такие тепловые насосы (еще их называют типа "вода-вода"), как правило имеют самые высокие показатели эффективности, но и имеют ряд недостатков: 1) редко водоем находится в доступной близости, 2) при открытом водозаборе необходимо регулярно следить за чистотой фильтров, 3) водоем должен быть глубоким и желательно проточным - иначе замерзнет.

Пример укладки коллектора источника низкопотенциального тепла в водоем.
Пример укладки коллектора источника низкопотенциального тепла в водоем.

3. Воздушные тепловые насосы (типа "воздух-вода"). Это самые простые тепловые насосы, очень похожие на простые кондиционеры. Отличия - заточены на отопление и нагрев бойлера горячей воды. Обычно заметно дешевле геотермальных и водяных вариантов за счет более простой установки, но имеют и недостатки - их эффективность и мощность падает при снижении температуры уличного воздуха (а потребность в тепле - возрастает). Поэтому воздушные тепловые насосы часто дублируются резервными котлами - дизельными, дровяными, электрическими.

Пример установки воздушного теплового насоса. Слева - котельная в доме (слева направо: расширительные баки, бойлер горячей воды, теплоаккумулятор, управляющий блок). Справа - внешний блок теплового насоса.
Пример установки воздушного теплового насоса. Слева - котельная в доме (слева направо: расширительные баки, бойлер горячей воды, теплоаккумулятор, управляющий блок). Справа - внешний блок теплового насоса.

Если вам есть что добавить, или появились уточняющие вопросы по теме публикации, а также в случае коммерческих запросов (проектирование, анализ, статьи) пишите: azbuka-is@yandex.ru

Полный список публикаций: ОГЛАВЛЕНИЕ.

Если Вам статья понравилась, Вы можете помочь каналу развиться, поставив лайк или подписавшись на канал - так я буду знать о Вашем интересе и напишу еще много интересных материалов.