Строим по Москве и области,
Отопление дома
Преимущества и недостатки тепловых насосов
Традиционно система отопления частных домов, включая дачные дома из бруса и загородные коттеджи, преимущественно сводится к установке газового или твердотопливного котла, монтажу радиаторов под окнами и разводке труб для подачи теплоносителя.
Такая схема отопления дома из бруса, бревна, камня и пр. обходится относительно недорого в плане капитальных финансовых вложений, но на протяжении долгих лет работы заставляет хозяина нести значительные эксплуатационные затраты (по причине высокой цены на энергоносители: газ, уголь, топливные брикеты и пр.).
Ежегодно в мире тратятся миллионы долларов на разработку новых, экологически чистых и недорогих в эксплуатации отопительных систем. В основном пытаются использовать энергию солнца, ветра и движущейся воды, в то время как ответ лежит у нас под ногами в буквальном смысле этого слова.
Геотермальная энергия
Наша планета – это гигантский аккумулятор тепловой энергии. Верхние слои грунта подвержены сезонным и суточным температурным перепадам, но на глубине всего лишь в несколько метров температура земли остается постоянно положительной +7…+9С. Технологии, которые используют тепловой потенциал земли, называются геотермальными. Один из наиболее доступных и эффективных способов отопления частных домов при помощи геотермальной энергии – это установки, называемые тепловыми насосами.
Мировой опыт
Геотермальные технологии на постсоветском пространстве являются относительно новыми, в то время как остальной мир уже по достоинству оценил все преимущества тепловых насосов. Вот короткая мировая статистика на 2014 год:
-
в Швеции 50% тепловой энергии, которая расходуется на отопление муниципальных домов, обеспечивается тепловыми насосами;
-
в Стокгольме 12% отопления городских домов обеспечивается тепловыми насосами, размещенными в Балтийском море;
-
в Швейцарии запущено в эксплуатацию свыше 60 000 тепловых насосов, которые экономят около 150 тысяч литров жидкого топлива в год;
-
в Соединенных Штатах ежегодно выпускается один миллион тепловых насосов;
-
в Германии работает государственная программа поддержки для населения на установку тепловых насосов, благодаря чему геотермальные технологии доступны большинству жителей;
-
международный Мировой Энергетический Комитет прогнозирует, что к 2020 году доля геотермальной энергии во всех системах отопления составит около 75%.
Что такое тепловой насос?
Тепловые насосы – это общее название систем, предназначенных для переноса тепловой энергии от низкопотенциального источника (в нашем случае от земли) к потребителю с более высокой температурой.
Классический тепловой насос для отопления частного дома устраивается и работает следующим образом.
- Возле дома бурятся скважины диаметром около 200 мм на глубину от 50 до 120 метров. Количество и глубина скважин определяются площадью, которую необходимо отапливать, и климатическими условиями региона.
- В скважину опускается теплообменник (грунтовый зонд, по которому будет циркулировать теплообменная жидкость). Пространство между стенками скважин и грунтовым зондом заполняется бетоном с высоким коэффициентом тепловой проводимости.
- Грунтовый зонд заполняется незамерзающей жидкостью (например, этиленгликолем), которая беспрерывно циркулирует по контуру теплообменника и постоянно «выдает» на поверхность +6…+8С.
- Снаружи теплообменный контур контактирует с контуром испарителя, в котором находится хладагент с низкой температурой кипения. Хладагент, нагреваясь от первого контура до температуры +6...+8 С, вскипает и выпаривается в камеру компрессора.
- В компрессионной установке пар хладагента механически сжимается и под действием давления переходит снова в жидкое состояние. При этом процесс сопровождается значительным выделением тепла (до +35…+70С). Остывший хладагент поступает обратно в контур, а полученное тепло отбирается на третий теплообменный контур, который представляет собой обычную разводку труб или радиаторов, систему «теплый пол» или пр.
Процесс отопления дома полностью автоматизирован и повторяется циклично. Перед третьим теплообменным контуром обычно встраивается теплоаккумуляционный бак, который позволят уменьшить количество циклов «пуск-стоп» геотермального насоса.
Эффективность теплового насоса определяется отношением полученного тепла к затратам на работу установки (электроэнергии на работу циркуляционных насосов, компрессора, автоматики и пр.). В среднем эффективность геотермальной установки для отопления частного дома составляет 4…5. То есть, при затратах электроэнергии в 1 кВт мы получаем тепловую энергию в размере 4…5 кВт.
Преимущества и недостатки тепловых насосов
Преимущества использования геотермальной энергии для отопления частных домов очевидны:
- независимость от энергоресурсов (за исключением электричества);
- низкие эксплуатационные затраты;
- высокий КПД;
- возможность производить отопление дома, подготовку горячей воды и кондиционирование одной и той же установкой (летом геотермальный насос можно использовать в качестве кондиционера).
В качестве недостатков можно выделить относительно высокие капитальные затраты на покупку, установку и наладку оборудования.
