Назначение и виды тепловых насосов

Система отопления является одной из обязательных составляющих каждого жилого помещения (впрочем, и большинства нежилых также). Объясняется это тем, что все мы стремимся находиться в тепле. К тому же, дом без отопления в зимний период будет попросту непригоден для проживания. В связи с этим актуальность приобретает обустраивание отопительной системы таким образом, чтобы она была эффективной и недорогой одновременно. И в этом плане без дополнительного оборудования обойтись практически невозможно. Под дополнительным оборудованием в данном случае подразумеваются различного рода технические средства, именуемые тепловыми насосами. Они разделяются на несколько типов, исходя из принципа действия. Так, существуют насосы, работающие при взаимодействии воды и воздуха либо какого-то одного из указанных элементов. Кроме того, в последнее время все более широкое распространение получают насосы, предназначенные для проектирования систем геотермального отопления. Такие системы являются более дешевыми, по сравнению с традиционными.

Чтобы купить тот или иной тепловой насос, необходимо знать принцип его действия и четко представлять себе, для чего именно вы будете его использовать. Это позволит сделать покупку максимально выгодной, а вложения - эффективными. Далее мы рассмотрим особенности проектирования систем геотермального отопления, а также определим, какие же тепловые насосы являются наиболее предпочтительными.

Особенности и принцип работы систем геотермального отопления

Впервые геотермальное отопление появилось в США. Жители этой страны поняли, что природные ресурсы являются исчерпаемыми и могут в какой-то момент закончиться. К тому же, запасы природного газа в Америке достаточно ограничены. Разработки альтернативных отопительных систем велись достаточно долго. В конечном итоге была создана система, работающая при использовании нагретых грунтовых вод. Именно она и получила название геотермальное отопление.

Принцип работы этой системы основан на том, что грунтовые воды имеют достаточно большую температуру. Снизу они подогреваются магмой, а сверху - энергией Солнца. Если вы знаете законы физики, то наверняка имеете представление о том, что любой предмет можно нагреть определенной энергией. В частности, оставленный под прямыми солнечными лучами металл даже на холоде может стать теплым. Именно по этой причине грунт не промерзает слишком глубоко. Это знание и было положено в основу создания системы геотермального отопления.

Затраты на установку такой системы внушительны, но они довольно быстро окупаются. Дело в том, что 1 кВт электроэнергии, затраченной на функционирование геотермального отопления, способен превратиться в 3 и даже больше кВт тепловой энергии. Если сравнивать это с работой, например, кондиционера, то можно сделать вывод о том, что система геотермального отопления способна нагреть воздух максимально быстро.

Чтобы реализовать систему геотермального отопления на вашем участке, нужна будет шахта и тепловой насос. При наличии естественного водоема можно обойтись и без шахты. Если говорить кратко, то принцип действия системы основан на том, что в шахту устанавливается труба для перегона воды и специальный антифриз, нагревающий эту воду. При этом антифриз практически не расходуется. В установке труб никаких сложностей нет, а вот к выбору насоса нужно подойти более ответственно.

Виды и особенности выбора тепловых насосов для отопления

Сразу нужно отметить, что цена на тепловые насосы напрямую зависит от их мощности. Тепловые насосы для отопления выпускаются в 3 вариантах - вода-вода, воздух-вода и воздух-воздух. На первый взгляд, названия несколько странные. Но именно они объясняют принцип действия того или иного насоса.

Чтобы наиболее выгодно купить тепловой насос для отопления, нужно знать, прежде всего, глубину скважины. Не лишним будет и учет количества этажей в доме, поскольку для поднятия воды на большую высоту нужна будет и соответствующая мощность. Поэтому если для одноэтажного здания вполне подойдут насосы с небольшой мощностью, то для многоэтажных объектов более предпочтительными являются более усовершенствованные модели.

Покупка теплового насоса для отопления - достаточно выгодное вложение, поскольку срок службы у насосов достаточно большой. К тому же, при их использовании в системах геотермального отопления будет ощущаться еще и достаточно большая экономия средств.

В среднем, производительность тепловых насосов позволяет им вырабатывать количество тепловой энергии, втрое превышающее количество затраченной.

Принцип работы насосов "воздух-воздух"

В целом работа любого теплового насоса основана на обычных физических свойствах. Что касается насосов типа "воздух-воздух", то принцип их действия заключается в том, что жидкость при испарении влияет на температуру рабочей поверхности. Если провести сравнение с бытовой сферой, то это будет похоже остывание горячего чая.

С технической точки зрения работа насосов данного вида примерно такая же, как у бытовых кондиционеров. Вообще, они являются альтернативным источником тепловой энергии. Если вы решили купить тепловой насос именно этого типа, то никакие отопительные приборы вам больше не понадобятся. Температура в помещении будет нагреваться непосредственно при обмене воздуха внутри дома с уличным. Проходя через насос, уличный воздух взаимодействует с конденсатором и испарителем. Под влиянием фреона происходит нагревание до нужной температуры. Соответственно, обратно при этом выходит воздух из помещения.

Тепловые насосы имеют дополнительную функцию, позволяющую использовать их как для нагревания окружающего воздуха, так и для охлаждения. Однако, во втором случае количество затраченной энергии будет выше, по сравнению с бытовым кондиционером. Поэтому каждый прибор все же лучше применять по его прямому назначению.

Как работают тепловые насосы типа "вода-вода"

Тепловые насосы типа вода-вода предназначены в основном для систем геотермального отопления, о которых речь шла выше. Принцип работы насосов данного вида основан на том, что вода находится в замкнутой системе и постоянно циркулирует. Для работы лучше всего (и проще для установки) использовать естественный водоем, находящийся на расстоянии не менее 100 метров от постройки. Если такого водоема поблизости нет, придется бурить скважину.

Для применения насосов типа вода-вода понадобятся отопительные трубы. Срок эксплуатации такой системы будет достаточно высоким, так как вода будет постоянно циркулировать. Соответственно, отложений на стенах не возникнет. Купить насос именно этого типа лучше всего тем, кто проживает в непосредственной близости от водоемов или в местности с высоким уровнем грунтовых вод. Это объясняется тем, что в данном случае затраты на монтаж отопительной системы будут не столь большими.

По своим качествам все насосы этого типа являются погружными, то есть они могут работать только при непосредственном взаимодействии с водой. Ввиду этого корпус таких насосов имеет повышенные защитные свойства, что предотвращает развитие коррозии и быстрый выход его из строя.

Принцип работы тепловых насосов "воздух-вода"

Тепловые насосы воздух-вода являются дополнительным оборудованием для монтажа отопления. Принцип работы этих насосов обусловлен нагреванием жидкости под влиянием энергии ветра. Такие насосы подойдут, преимущественно, для применения в южных регионов. Дело в том, что количество тепловой энергии здесь зависит от температуры окружающего воздуха, а также от мощности электроэнергии. Наиболее качественной является работа этого типа насосов при температуре не ниже -5 градусов. Конечно, с их помощью можно обогреть помещение и при сильных морозах, но это потребует большего расхода энергии. Соответственно, увеличатся финансовые затраты на оплату электроэнергии.

Устанавливать такие насосы желательно на расстоянии 2 метра от дома. При этом место установки следует оборудовать навесом, чтобы предотвратить попадание на корпус осадков. В зимний период насосы типа "воздух-вода" требуют дополнительного обслуживания, заключающегося в обогреве. В противном случае полезные характеристики оборудования могут в любой момент испортиться.