Рассматриваем принцип работы и виды необычного устройства для экономичного отопления коттеджа - теплового насоса.
Тепловой насос - устройство, которое использует тепло окружающей природы - воздуха, воды, грунта для отопления коттеджа и нагрева горячей воды. Сердце теплового насоса - фреоновый контур, включающий компрессор, расширительный клапан, два теплообменника и медный трубопровод.
Казалось бы, тепловой насос - сложное и непонятное устройство, одна абсолютное большинство из нас используют тепловой насос ежедневно. Дело в том, что холодильник - тоже тепловой насос: он также имеет фреоновый контур и компрессор, он также перекачивает тепло - охлаждая продукты и грея импровизированную "систему отопления" - решетку на задней стенке. Да и выглядит похоже.
Принцип работы теплового насоса. Тепловой насос отбирает низкопотенциальное тепло у воздуха (-25...+35 градусов), у воды (+2...+7 градусов), у грунта (-5...+5 градусов), охлаждая эту среду на несколько градусов. Фреон во внутреннем контуре теплового насоса закипает и превращается в газ, компрессор сжимает газ, у которого резко уменьшается объем, но увеличивается давление и температура, далее разогретый фреон передает тепло через теплообменник в систему отопления. Далее цикл повторяется.
Важно отметить, что тепловой насос потребляет электроэнергию только на перекачку тепла (циркуляционные насосы) и привод компрессора - а прямого нагрева теплоносителя не происходит. За счет этого на 1 кВт потребленной электроэнергии можно получить от 3 до 5 кВт тепловой энергии! Законы сохранения энергии не нарушаются - они применимы только для замкнутой системы, а у нас их здесь три - контур источника тепла, фреоновый контур, контур системы отопления.
Виды тепловых насосов и их краткое сравнение. Важнейшая классификация тепловых насосов - по источнику низкопотенциальной энергии, у которого они отбирают тепло, повышают его температуру и передают в систему отопления.
- Воздушные тепловые насосы - первые в списке. Они охлаждают уличный воздух, получая таким образом низкопотенциальное тепло. Данные тепловые насосы довольно просты в установке - не требуется проводить земляные работы, но у них есть недостаток: их эффективность и тепловая мощность зависит от температуры уличного воздуха. Чем холоднее на улице, тем хуже они работают. К сожалению, без резервного котла в средних и северных широтах России они не могут являться полноценным теплогенератором.
- Водяные тепловые насосы - более стабильный вариант для отопления коттеджа. Как правило, его схемы работы заключается в том, что тепловой насос перекачивает воду из одной скважины в другую, отбирая у нее небольшое количество тепла. Производительность и эффективность таких тепловых насосов не зависит от температуры уличного воздуха, но нельзя дать 100% уверенность, что уровень воды в скважине не уменьшится.
- Грунтовый тепловой насос отбирает тепло у почвы. Этот тип тепловых насосов также способе круглый год отапливать дом (и быть единственным котлом в коттедже - тоже), и имеет довольно высокую эффективность. Система отбора низкопотенциаьного тепла здесь следующая: либо бурятся скважины, в которые опускаются геотермальные зонды (по которым по замкнутому контуру циркулирует теплоноситель, нагреваясь от грунта через стенки трубы), либо такой же контур раскладывается в горизонтальной плоскости (почти как теплый пол) в грунте. У каждого есть свои плюсы и минусы.
В целом, при правильном подходе, тепловой насос - удобный агрегат для отопления коттеджа, а в некоторых случаях он быстро окупается, несмотря на высокую первоначальную стоимость.
Ставьте лайк и подписывайтесь на канал - и мои статьи будут чаще встречаться Вам в ленте Яндекс.Дзена, а мне для меня это будет стимулом писать новые, и, надеюсь, интересные статьи.