Применение тепловых насосов для отопления частного жилого дома

Наконец-то настало время, когда вопрос энергосбережения стал актуальным в рамках страны, а особенно у частных потребителей газа для систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Весомым элементом энергосбережения в системах отопления, является тепловой насос, который в мире применяется более пятидесяти лет. Передовыми странами по применению тепловых насосов являются Швеция, Швейцария, Германия, Франция, Бельгия, Дания, Чехия и т.д. Стимулом для применения есть государственные программы по энергосбережению и использованию низкопотенциальных, и вторичных источников теплоты. Для реализации тепловых насосов на государственном уровне в Европе реализовываются дотации на установку тепловых насосов, бурение скважин, снижение тарифов на электроэнергию при использовании теплового насоса и т.д. Такие тенденции позволили развить в Европе и мире достаточно широкий рынок и соответственно конкуренцию. Современные технологии позволили сделать эти установки очень экономичными, а системы отопления, горячего водоснабжения и кондиционирования с использованием тепловых насосов достаточно простыми. Так что нам ничего не остается, как просто воплотить в жизнь передовые технологии и наслаждаться минимальными платежами за энергопотребление в месяц.

До сегодняшнего момента установить тепловой насос рисковали немногие, но самые дальновидные, остальным придется платить дважды. Главные причины применения тепловых насосов в системах отопления, горячего водоснабжения и вентиляции следующие:

1. увеличение и нестабильность цен на газ, его низкое качество;
2. большая площадь нашей страны имеет высокий уровень грунтовых вод, что способствует существенному удешевлению системы и соответственно уменьшает срок окупаемости (около 7 лет, если использовать только на нагрев, а при дополнительном использовании их на охлаждение окупается в течении года).

Область применения тепловых насосов имеет достаточно широкий спектр. В первую очередь это среднетемпературные системы отопления, горячее водоснабжение (ГВС), подогрев воды в бассейне, нагрев воздуха в системах приточной вентиляции, осушители воздуха и т.д.

Для отопления и ГВС частного жилого дома резонно применять тепловые насосы 2-х контурные с общим баком-аккумулятором (рис 1.)

Увеличить изображение

Обвязка теплового насоса аналогична обвязке котла, принципиальные схемы мало, чем отличаются.

Самое большое распространение получили тепловые насосы с использованием в рабочем контуре горячей воды с температурой подачи от 35°С до 50°С, реже используются с температурой 60°С. Чем выше температура подаваемой воды, тем ниже КПД компрессора, поэтому оптимальный вариант и есть 35 - 50°С. Тепловые насосы имеют достаточно широкий типоряд: бывают одноконтурные, двухконтурные и более, одноконденсаторные, двухконденсаторные, с возможностью только нагрева, охлаждения и нагрева также с широкой градацией по мощности. Основным показателем теплового насоса есть коэффициент преобразования теплоты, он бывает от 3 до 4, это означает, что при затраченной электрической мощности в 1 кВт получаем 3 – 4 кВт тепловой мощности.

На сегодня тепловые насосы по использованию рабочих сред различают на:

• Воздух-воздух,
• воздух-вода,
• вода-воздух,
• вода-вода,
• почва-воздух,
• почва-вода.

Задача специалиста по тепловым насосам определить наиболее выгодный тип теплового насоса применительно для данных условий и требований. Сделать необходимые расчеты и правильно расположить тепловой насос внутри дома в хозблоке или на улице. Необходимый результат можно получить только после квалифицированного расчета, лучше не укрупненного, ведь реализованная система должна проработать в среднем 20 лет и за это время не один раз окупиться. Отопление или охлаждение в жилых домах с тепловым насосом лучше осуществлять через теплые полы, такая система является наиболее экономичной и эстетичной, а также график распределение температур имеет более равномерный характер, чем при других системах отопления. При нагреве температура полов должна быть не более 35°С, а при охлаждении не ниже 20°С для предотвращения конденсации на поверхности пола. В случае, если площади полов недостаточно для отопления помещений, дополнительно необходимо применять традиционные системы отопления с использованием радиаторов или фанкойлов. Возможны различные комбинации систем отопления и кондиционирования помещений с применением теплового насоса.

Стоимость системы отопления с тепловым насосом зависит от многих факторов (характеристика грунтов, уровень грунтовых вод, отдаленность от воды и т.д.) в среднем такая система будет стоить аналогично стоимости системы отопления с качественным газовым котлом и системы кондиционирования дома. При этом необходимо учитывать уменьшение поточных затрат связанных с выполнением проекта по газу, обустройство котельной, подвод газа. Такие системы возможно располагать просто в гараже или подвале дополнительные требования к помещениям не предусматриваются, что приводит к снижению косвенных затрат.

Какие преимущества получает потребитель при применении теплового насоса:

1. экономичную систему отопления и горячего водоснабжения.
2. систему кондиционирования необходимых помещений.
3. возможное параллельное использование с котлом любого типа, а также установка теплового насоса в уже существующую систему.
4. помимо окупаемости, тепловые насосы наравне с солнечными коллекторами являются самыми экологически чистыми установками для отопления зданий, что немаловажно для современного общества.

Основными проблемами внедрения таких систем в нашей стране есть наличие специалистов, способных комплексно мыслить, учитывать все факторы влияющие на цену и окупаемость ТН, правильно подобрать наилучший тип оборудования и метод извлечения тепла, так же неоправданно высокие цены на бурение скважин и прокладку грунтовых зондов. Но при этом есть все основания полагать, что в ближайшее время установка тепловых насосов станет привычным делом.