Отопление дома тепловым насосом. Какой насос выбрать: грунтовый, водяной или воздушный?

Тепловой насос используется для обогрева дома теплом земли, воздуха или воды. Тепловой насос обычно работает от электричества, но его потребление намного ниже, чем у электрических обогревателей. Его работа полностью автоматическая, не требует топлива, нет выхлопных газов, проблем с дымоходом и вентиляцией, а затраты на отопление низкие.

От чего зависит эффективность теплового насоса?

Сколько можно сэкономить, заменив бойлер тепловым насосом, определяется его КПД, выраженным коэффициентом COP, который представляет собой отношение количества энергии, переданной системе отопления в конденсаторе насоса, к количеству потребляемой ею электроэнергии. .

Для насосов, используемых для отопления помещений, он составляет от 2 до 4 (в среднем за весь отопительный сезон). Чем меньше разница температур между испарителем насоса (т.е. средой, от которой насос получает тепло) и конденсатором (т.е. температурой, до которой насос нагревает теплоноситель), тем выше эффективность. Температура конденсатора обычно не ниже 40С, потому что именно столько нужно для работы системы обогрева (более низкая температура потребует использования устройств с очень большой поверхностью теплообмена). Таким образом, все зависит от температуры среды, от которой насос получает тепло: чем она выше, тем больше КПД и меньше затраты на отопление.

Энергия из воды, почвы и воздуха

Природные водоемы относительно стабильны и относительно высоки в течение отопительного сезона, а грунт немного ниже на глубине менее 1 м. Температура испарителя грунтовый насос она обычно близка к 0C на протяжении всей работы. Пруд, река или глубокий колодец могут обеспечить 10С даже в мороз. Но для получения тепла от земли или воды необходима установка, стоимость которой превышает 20000 PLN в случае насоса с тепловой мощностью менее 10 кВт и его реализация не всегда возможна или очень затруднена (из-за недостатка места на участке, низкого уровня грунтовых вод, отсутствия поблизости резервуара для воды) .

В такой ситуации вы можете выбрать воздушный насос. Однако стоит помнить, что его эффективность на морозе относительно невысока. Поэтому на практике расходы на отопление он может быть даже вдвое выше грунтового насоса.

Для работы ему не нужна дополнительная установка для приема тепла, но он не достигает такой высокой эффективности, как грунтовые и водяные насосы, потому что температура воздуха зимой относительно низкая. Полученное тепло можно использовать для водяное отопление или воздух. Популярны насосы воздух-воздух, которые продаются как кондиционеры с тепловым насосом (реверсивные — с возможностью изменения направления циркуляции среды), которые охлаждают летом и нагревают зимой.

Отопление воздушным тепловым насосом стоит в среднем примерно столько же, сколько котел на природном газе, а наземный тепловой насос — угольный или дровяной котел. Но нужно учитывать, что затраты зависят от условий, в которых работает насос (от температуры среды, от которой он получает тепло), поэтому они могут значительно различаться. Отопление с тепловым насосом он намного дешевле электронагревателей, сжиженного газа (пропана) или мазута, и не менее удобен. К сожалению, на его покупку и установку придется выделить гораздо большую сумму. Последующая эксплуатация обойдется как минимум вдвое дешевле, поэтому первоначальная стоимость окупится через несколько лет. На стоимость тепловых насосов влияет их теплопроизводительность. Установка для дома с низкой тепловой нагрузкой (до 10 кВт) на несколько десятков тысяч злотых дешевле, чем для дома, где требуется мощность более 20 кВт. Поэтому перед покупкой теплового насоса стоит хорошо утеплить дом.

Земной тепловой насос — тепло от земли

Он забирает энергию из земли, но требует специальной установки. Горизонтальный теплообменник изготавливается из гибкой трубы, укладываемой в землю в одной, двух плоскостях или по спирали. Чтобы получить как можно больше тепла, лучше всего уложить его глубоко под поверхностью земли, но по соображениям стоимости и экономической эффективности он лишь немного глубже зоны промерзания (0,8–1,4 м). Количество тепла, извлекаемого из земли, зависит в основном от влажности почвы. Плотность теплового потока в глинистом грунте составляет более 30 Вт / м, а в сухом песчаном — всего 10 Вт / м. Площадь теплообменника, необходимая для достижения тепловой мощности 10 кВт, может составлять от 300 до 1000 м. Хороший энергетический эффект можно получить, разместив трубку теплообменника на дне резервуара с водой. Из-за меньшего необходимого пространства и большей эффективности (благодаря немного более высокой и стабильной температуре грунта на большей глубине) теплообменники в виде вертикальных зондов — трубы, помещенные в скважины, лучше, чем горизонтальные. Такие вложения дороже, но могут быть прибыльными на участках земли с очень низким уровнем грунтовых вод, где горизонтальный теплообменник должен иметь очень большую площадь поверхности. 1 кВт тепловой мощности получается примерно из 20 м ствола скважины. Их можно сделать несколько, если отодвинуть их друг от друга не менее чем на 5 м.

Водяной тепловой насос — тепло от грунтовых и поверхностных вод

В случае большой потребности в тепле выгодно получать его из грунтовых или поверхностных вод. Зимой их температура колеблется от 0 до 10С, поэтому энергетические показатели такого решения даже более благоприятны, чем у грунтовых насосов. Однако необходимо учитывать дополнительные расходы и проблемы, связанные с загрязнением воды — необходимость ее фильтрации и замены коррозионных элементов установки. Для перекачивания воды требуется значительное количество энергии — 2 м3 / ч при температуре 5С требуется для достижения мощности 10 кВт. Это следует учитывать при оценке эффективности системы. С какой установкой центрального отопления КПД насоса тем больше, чем ниже температура его конденсатора, т.е. теплоносителя.

Насос может подавать тепло в теплые полы, системы кондиционирования и конвекционные обогреватели. Но последние должны быть большими, чтобы достичь необходимой мощности при низкой температуре теплоносителя (40-50С) — примерно вдвое больше, чем когда к ним поступает вода из котла при 70-80С. Поэтому в установках с тепловым насосом их использование лучше ограничить. Полы с подогревом удобнее и дешевле в изготовлении (большие радиаторы стоят дорого). Хорошие эффекты получаются при работе насоса в системе воздушного отопления — для его работы достаточно воздуха с температурой до 40С.

Правильно подобранная мощность нагрева означает более низкие эксплуатационные расходы

Стоимость эксплуатации теплового насоса во многом зависит от правильного выбора его тепловой мощности. Если он слишком высок для потребности в тепле, насос часто запускается и останавливается, потребляя больше электроэнергии и быстрее изнашивая детали. С другой стороны, меньшая мощность означает, что насос работает в оптимальных условиях в течение более длительного времени, но в периоды пиковой потребности в тепле он не может обеспечить комфортную температуру в помещениях (поэтому насосы имеют встроенные электронагреватели, но их эксплуатация стоит дорого).

Решением этой проблемы является использование буферной емкости для хранения воды, нагретой насосом. Затем горячая вода поступает в теплоизолированный накопительный бак, который «нагружен» энергией, и только после этого поступает в систему отопления.Емкость бака во много раз больше, чем у трубной системы (из-за низкой температуры теплоносителя в системах тепловых насосов не используются радиаторы, только теплый пол), поэтому и для нагрева, и для охлаждения воды в нем требуется гораздо больше . Благодаря этому насос всегда работает на номинальной мощности в длительных циклах, независимо от изменений потребности в тепле для обогрева помещения.

Важнейшей причиной использования буферной емкости является возможность снабжения насоса электричеством, оплачиваемым по более дешевому ночному тарифу (электроэнергия по ночному тарифу дешевле, чем по 24-часовому тарифу, более чем на 40%). Днем, когда электричество дороже, насос не должен работать, если теплоты в баке достаточно для отопления.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *