Тепловой насос — экономия на энергии

2

В современном мире дороговизны энергоносителей, остро стоит вопрос их экономии и максимальной эффективности использования. Все более совершенные системы теплоизоляции домов дают свой положительный результат. Но это не единственный способ экономии энергоносителей. Кроме как сохранять тепло, есть способы его получения наименее затратным способом.


Все больше людей интересуются системой теплового насоса. Принцип действия подобной системы был изобретен еще в 18 веке. И только в ближайшее время, системы по принципу теплового насоса набирают популярность у потребителей. Хотя еще очень не многие представляют себе, что это такое. Попытаемся хоть немного это изменить, и разобраться в данной статье, как работает тепловой насос, способы его установки и какие преимущества он может вам дать и с какими трудностями можно столкнуться.

 teplovoi nasos3

Сначала нужно разобраться с основным принципом работы теплового насоса. Система работы теплового насоса основывается на отборе тепловой энергии от грунта, водоемов, скальных пород, и ее передаче в систему отопления дома. Как это происходит? На самом деле все довольно просто. На глубине от 20 метров, температура грунта практически постоянна на протяжении всего года. И составляет примерно 7-10 градусов по Цельсию. На самом деле, даже не важно, плюсовая это температура или минусовая. Тепловой насос способен производить теплообмен со средой, температура которой отличается от температуры абсолютного ноля. А она составляет, минус 273 градуса по Цельсию. Из этого получается, что извлекать тепловую энергию практически из любой среды. Тепловой насос работает по тому же принципу, что и холодильник. Специальная незамерзающая жидкость циркулирует по трубопроводу, проложенному в грунте или по дну водоема вблизи дома. В тепловом насосе происходит теплообмен, и жидкость охлаждается, примерно на пять градусов. После чего она поступает обратно в систему внешнего контура, где происходит нагрев на несколько градусов от грунта, воды или скальной породы. Используя этот принцип, тепловой насос в состоянии отобрать тепловую энергию  у любой среды с температурой, отличающейся от температуры абсолютного ноля. К тому же, тепловой насос может работать в двух режимах.


В первом режиме тепловой насос работает на отбор тепловой энергии от внешней среды и передаче ее в жилое помещение. То есть работает на отопление дома. Что необходимо в зимний период. А в летний период, тепловой насос работает в обратном режиме. Теплоноситель отбирает тепло от нагретого воздуха в доме и охлаждает его в системе трубопроводов проложенных на глубине в грунте или в водоеме. Таким образом, происходит двойная экономия. Зимой, тепловой насос работает на обогрев помещения, а летом заменяет кондиционер.

 teplovoi nasos4

У всех систем, построенных по принципу теплового насоса, теплообмен происходит одинаково. Но эти системы сильно отличаются методом прокладки внешнего контура. Существует три основных способа его устройства. Наиболее часто применяемые это бурение скважины, прокладка  погрунту, и если вблизи дома есть водоем, то наиболее эффективно будет провести трубопровод по его дну.

 

Поговорим про каждый способ немного подробнее.

Бурение скважины наиболее затратный способ прокладки трубопровода и применяется, если нужно произвести прокладку в очень твердом или скальном грунте. Расчёт глубины скважины производится в соотношении 50-60 вТ тепловой энергии на метр глубины. Для среднего дома, с потреблением 10 кВт тепловой энергии потребуется скважина 170 метров. Буровые работы весьма недешевы,  и поэтому могут влететь в копеечку. Правда есть способ как сэкономить. Вместо одной глубокой скважины, буриться несколько меньшей глубины, но с таким расчётом, что бы общая глубина этих скважин была равна или больше чем, если бы вы бурили только одну.

Поговорим про каждый способ немного подробнее.
Бурение сважены наиболее затратный способ прокладки трубопровода и применяется если нужно произвести прокладку в очень твердом или скальном грунте. Рассчет глубины скважины призводится в соотношении 50-60 вТ тепловой энергии на метр глубины. Для среднего дома, с потреблением 10 кВт тепловой энергии потребуется скважина 170 метров. Буровые работы весьма недешевы, и поэтому могут влететь в копеечку. Правда есть способ как сэкономить. Вместо одной глубокой скважины, буриться несколько меньшей глубины но с таким рассчетом, что бы общая глубина этих скважин была равна или больше чем если бы вы бурили только одну.

teplovoi nasos6

При наличии более мягкого грунта, можно уложить трубопровод в горизонтальной плоскости. Если грунт обладает повышенной влажность и есть близость грунтовых вод, то можно сделать трубопроводную систему короче. В сухом грунте она будет значительно длинее. При тако способе укладки, трубопровод зарывается на глубину метра и укладывается змейкой, с растоянием между соседними ветками в один метр. Для получения 10 кВт тепловой энергии потребуется проложить 350-400 метров трубопровода. Для этого потребуется участок 20 на 20 метров, что довольно немного для среднего дома. При этом, трубопровод уложенный на глубине метра не будет препятствовать посадкам на этом участке земли.

teplovoi nasos5

Самым оптимальным вариантом укладки внешнего контура теплового насоса можно считать прокладку трубопровода по дну водоема. Температура у дна всегда находится выше нуля зимой и сохраняет прохладу летом. К томуже вода имеет большую теплоемкость. Поэтому длина контура может быть гораздо короче чем при прокладке в грунт или скважину. Для получения 10 кВт тепловой энергии потребется трубопровод длиной около 300 метров. Что бы недопустить всплытия, трубы необходимо утяжелит мз рассчета 5 килограм на один метр. Имея неплохие характеристики, способ укладки внешнего контура по дну водоема, доступен далеко не всем. По простой причине — мало у кого есть дом на берегу подходящего водоема.

Помимо зимнего периода, тепловой насос хорошо себя зарекомендовал и летом. Так как практически постоянная температура на глубине позволяет охлаждать нагретый воздух из дома, и тепловой насос выступает в качестве кондиционера. Что также помогает существенно сэкономить на электроэнергии. Подсчеты расходов типичного дома, оборудованного тепловым насосом, показывают, что применение в доме подобной системы окупается в среднем за 3-4 года эксплуатации. Именно поэтому, тепловой насос находит все большее применение при строительстве домов, так как все большую актуальность приобретает вопрос экономии энергоносителей и соответственyо денег.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *