«Все гениальное просто» …, но только тогда, когда принцип отлаженной работы базируется на досконально изученных процессах и реализован с высокой оценкой технического соответствия. Тепловой насос для отопления дома – один из ярких примеров такой гармонии. Рассмотрим принцип его действия и основные варианты конструкции.
Работа теплового насоса базируется на использовании энергии внешней среды и перемещения ее внутрь отапливаемого помещения. Отсюда и видимое отличие такого обогрева от привычной отопительной системы, в которой основным источником тепла служит энергия, полученная при сжигании какого-либо вида топлива. Тепловой насос для отопления дома или промышленной постройки всего лишь транспортирует тепло из одной области в другую, затрачивая энергию лишь на перемещение, а не производство тепла. Подобная схема применена в бытовом холодильнике. Поглощение энергии из внешней среды происходит при испарении газообразного фреона, а выделение тепла – при его сжижении (сжатии) при прохождении через компрессор в конденсатор. Если «запустить» всю эту систему с точностью до наоборот, то станет понятной схема, как работает тепловой насос. Самое главное заключается в том, что расходы электроэнергии такого устройства определяются лишь величиной затрат на работу компрессора. Источником тепла служат природные составляющие: земля, подпочвенная или грунтовая вода, вода из озера или реки, атмосферный или вентиляционный воздух.
Говоря об экономической целесообразности, производится расчет теплового насоса для отопления. При этом учитывается режим работы устройства, температурный диапазон применения, отапливаемая площадь, теплопотери строения, подбирается мощность насоса. Значительные инвестиционные вложения при монтаже тепловых насосов быстро окупаемы благодаря невысокой себестоимости отопления. Количество выданной тепловой энергии в 4-5 раз превышает величину затраченной электроэнергии, что является весомым аргументом в пользу тепловых насосов.
Отопление частного дома тепловым насосом, использующим энергию грунта – наиболее эффективный метод обогрева. Способность земли круглогодично сохранять накопленную солнечную энергию позволяет высокоэффективно использовать эти насосы. Получение тепла из грунтовых слоев осуществляется при помощи специальных горизонтальных или вертикальных коллекторов. Количество снятого тепла зависит от глубины укладки труб, качества грунтового слоя, присутствия грунтовых вод и т.д. Над участком, где проложен коллектор не возводятся строения. Это следует учитывать с целью максимального пополнения земли теплом посредством солнечной радиации.
Иногда отопление загородного дома тепловым насосом основано на использовании энергии рек, озер либо почвенных вод. Этот вариант отопления оправдан при наличии незамерзающих водоемов. Тогда укладка труб производится горизонтально на дно реки либо при помощи специальных вертикальных коллекторов. Последние представляют собой опущенные в глубокую скважину (около 40-60 метров) трубы. Особая эффективность получения тепла происходит за счет достаточно высокой и постоянной температуры в скважине (примерно 10 градусов). Однако финансовые затраты на производство скважин достаточно высоки.
Воздушные тепловые насосы для отопления применяют там, где нет возможности извлечения энергии из земли или воды. Ограничением для применения такого оборудования служит требуемый температурный диапазон от -10 до +20 градусов. Однако применение их оправдано при наличии поблизости источника теплого воздуха (коммунальных служб, промышленных предприятий и пр.). Зачастую самодельные тепловые насосы для отопления располагают в подвальных помещениях, а их конструкция представляет собой систему вентиляционных каналов по которым воздух, нагнетаемый вентилятором, поступает в испаритель. Далее нагретые потоки распределяются в помещение. Монтаж такого оборудования не представляет особой сложности.
Геотермальные тепловые насосы для отопления набирают популярность год от года все выше и выше. Более миллиона насосов выпускается ежегодно в США. Германия производит приличные дотационные выплаты населению на их установку, а в Швеции почти 2/3 строений используют тепловые насосы для теплообеспечения. Будь то отопление теплицы тепловым насосом или снабжение горячей водой промышленных строений тепловые насосы одинаково оправдано востребованы. В чем причина такой популярности? Прежде всего, в результате поиска альтернативных методов производства теплоэнергии при существенной экономии запасов топлива ископаемого. Следующая причина – поддержание жизненно-необходимого уровня экологической чистоты планеты.
Положительные отзывы на тепловые насосы для отопления основаны на длительном сроке использования такого оборудования, невысокой стоимости эксплуатационных расходов, высокой эффективности работы. Потребители отмечают бесшумность работы системы. Наличие систем автоматического контроля позволяет производить обогрев помещения с максимальной долей комфорта. Тепловые насосы для отопления своими руками или установленные специализирующимися на этом фирмами и организациями, обладают высокой степенью безопасности. Их установка не нарушает интерьерный замысел строения и прилегающей территории.
