Тепловой насос для дома: сравниваем «за» и «против» перед покупкой

Тепловой насос для дома

Если Вы задумались о новой системе отопления и охлаждения частного дома, если Вы хотите уменьшить сумму квитанций за энергопотребление, то обязательно рассмотрите вариант использования теплового насоса.

Тепловой насос поможет обеспечить круглогодичный «климат-контроль» в Вашем домовладении, снабжая его теплом в холодные зимние месяцы и охлаждая как кондиционер в летнюю жару. Некоторые модели тепловых насосов также могут работать в системе горячего водоснабжения. Вообще говоря, использование теплового насоса в качестве единственного нагревательного прибора в частном доме может быть не совсем экономично. Гораздо эффективнее он в будет в совместной работе с другими «поставщиками тепла», такими как газовые, дизельные или электрокотлы.

Если у Вас в доме уже есть функционирующая отопительная система, работающая на дизеле или электричестве, то, дополнив ее тепловым насосом, Вы сможете получить ощутимую выгоду и экономию от снижения электропотребления.

Перед покупкой теплового насоса нужно хорошенько взвесить все за и против. С одной стороны, тепловые насосы могут потреблять меньше энергии, чем другие системы отопления и охлаждения, но и цена их приобретения достаточно велика. Таким образом, нужно сравнить цену на энергоресурсы, за счет которых планируется экономия, и первоначальные затраты на приобретение оборудования.

Помимо сопоставления основных затрат на приобретение, нужно рассмотреть еще ряд важных вопросов, например:

• достаточно ли места для оборудования?
• бывают ли перебои с электричеством и как часто?
• требуется ли переделка системы вентиляции?
• какого обслуживания требует тепловой насос и сколько оно будет стоить?

Если Вы достаточно осведомлены обо всех этих аспектах работы систем отопления и охлаждения, Вам будет легко сделать правильный выбор. В нашем обзоре мы опишем несколько аспектов, касающихся выбора, монтажа, функционирования этого оборудования и немного поговорим об особенностях энергопотребления тепловых насосов в сравнении с другими электрическими отопительными приборами.

Что такое тепловой насос и принцип его работы?

Тепловой насос представляет собой электрическое оборудование, которое вырабатывает тепло из окружающей среды и доставляет его в назначенное место. Нельзя сказать, что эта технология нова, она уже десятилетиями активно используется по всему миру. Кстати, самыми известными примерами использования этой технологии являются ставшие уже привычными кондиционеры и холодильники.

Устройство воздушного теплового насоса (воздух-вода)

Остановимся подробнее на принципе действия этого оборудования. Тепловые насосы вырабатывают тепло, прогоняя жидкость под названием хладагент через цикл «испарение-конденсация». Компрессор гонит хладагент по теплообменным трубкам. В одной части теплообменника при низком давлении хладагент испаряется, вытягивая тепло из окружающей среды. В другой части теплообменника хладагент конденсируется при высоком давлении, и при этом происходит выделение тепла, набранного в предыдущем этапе цикла. Холодильники и кондиционеры – это тепловые насосы, работающие только в режиме охлаждения. Так, кондиционер вытягивает тепло из воздуха внутри помещения и перемещает его наружу. При этом цикл работы теплового насоса является обратимым, что позволяет обеспечивать круглогодичный температурный контроль в доме: отопление — зимой и охлаждение – летом.

Воздух — вода тепловой насос JUNKERS

Поскольку земля и воздух снаружи дома всегда содержит некоторое количество тепла, тепловой насос может отапливать помещения даже в холодный, зимний период. Ведь в действительности, воздух при температуре –18°C содержит около 85 процентов от того количества тепла, которое находится в воздухе при температуре 21°C. Воздушный тепловой насос впитывает тепло снаружи здания даже зимой и выталкивает тепло летом. Сегодня этот тип насосов является наиболее популярным на рынке. Тем не менее, тепловые насосы типов земля-вода и земля-воздух, также называемые геотермальными, которые берут тепло из земли или грунтовых вод, также получают повсеместное распространение.

Табл. 1. Наиболее известные фирмы-производители тепловых насосов различных типов.

Перечень приведенного оборудования очень приблизителен; фирмы или бренды, указанные в таблице, часто выпускают не один, а несколько типов тепловых насосов с различными принципами действия и техническими характеристиками.

Устройство геотермального теплового насоса

Цены наиболее бюджетных и малопроизводительных насосов типа воздух-воздух могут начинаться с нескольких десятков тысяч рублей. И напротив, мощные, высокотехнологичные модели геотермальных насосов, вытягивающих энергию из воды и земли, могут стоить сотни тысяч рублей. А помимо затрат на закупку самого оборудования для этих моделей очень велики могут быть затраты на подготовительные строительные работы, бурение скважин, установку и наладку, которые осуществляются только специализированными монтажными организациями.

Геотермальный тепловой насос

Тепловые насосы. Общие понятия и терминология

Вот несколько наиболее употребительных терминов и понятий, которые всегда встречаются при изучении тепловых насосов. Начнем с детализации основных компонентов прибора и их функций.

Основные составляющие компоненты системы теплового насоса.

Хладагент – это жидкая или газообразная субстанция, циркулирующая внутри теплового насоса и в различных состояниях впитывающая, транспортирующая и выделяющая тепло.

Обратный клапан контролирует движение потока хладагента и переключает его из режима нагрева в режим охлаждение и обратно.

Теплообменник – это петля или петли из трубопроводов, в которых происходит трансформация тепла.

Испаритель – это участок трубопроводов, где хладагент втягивает тепло из окружающей среды и доходит до температурной точки, в которой он превращается в пар. Некоторые модели тепловых насосов также снабжены аккумулятором, в котором собираются не испарившиеся излишки.

Благодаря компрессору молекулы хладагента снова сжимаются вместе, повышая его температуру. В конденсаторе хладагент отдает тепло и снова становится жидкостью.

Расширительное устройство понижает давление, созданное компрессором, что вызывает температурный сброс и превращение хладагента в смесь из низкотемпературного пара и жидкости. Эта область высокого давления, своеобразный воздушный отсек, составная часть системы распределения охлажденного или нагретого воздуха по всему дому. Обычно он располагается над или в непосредственной близости от теплообменника

Btu/час, или единица тепла в час – это показатель выработки тепла обогревательной системы. Один Btu равняется количеству тепловой энергии, выделяемой маленькой свечкой, из тех которые вставляют в торт, когда у кого-нибудь день рождения. И вот эквивалентом Btu как раз и будет количество тепловой энергии, выделяемой этой свечкой в течение часа.

Отапливаемые градус-дни – еще одно специфическое понятие, имеющее отношение к функционированию тепловых насосов. Отапливаемые градус-дни отражают погодные условия. Один градус-день считается как один градус, на который средняя суточная температура ниже базовой отметки в 18°C. Например, если средняя температура за какой-либо день была 12°C, то этому дню будет присвоена отметка в -6 градус-дней. Общегодовая сумма считается методом простого калькулирования каждодневных показателей.

Квт, или киловатт равен 1000 ваттам. Это единица энергетической мощности, которую потребляют 10 лампочек на 100 ватт.

Коэффициент эффективности работы теплового насоса – это показатель, отражающий его производительность. Коэффициент получают путем деления выработки тепловой энергии на количество потребленного электричества, необходимого для работы насоса при определенном температурном режиме. Чем выше этот коэффициент, тем эффективнее работает насос. Этот показатель можно сравнивать с эффективностью работы дизельных и газовых котлов.

Сезонный фактор производительности показывает совокупную выработку энергии тепловым насосом в единицах Btu за весь отопительный сезон в отношении к общему количеству потребленной электроэнергии в ваттах за аналогичное время.

Точка термального баланса – это температура, при которой количество вырабатываемого насосом тепла равняется количеству тепла, которое теряет дом. В этой точке тепловой насос вырабатывает ровно столько тепла, сколько требуется для обогрева дома. Когда уровень опускается ниже данной точки, системе требуются дополнительные источники тепла.

Точка экономического баланса – это температура, при которой стоимость тепловой энергии, обеспечиваемой насосом, совпадает со стоимостью тепловой энергии от других отопительных систем (дополнительных энергетических источников). Ниже этой точки использование теплового насоса экономически нецелесообразно.

Почему нужно хорошенько подумать перед приобретением теплового насоса?

Системы экономичного энергопотребления в домашних тепловых насосах делают их достаточно эффективными средствами для обогрева и охлаждения, что помогает снижать расходы на энергоресурсы. Но при этом идея инвестирования в эффективную отопительную систему теряет всякий смысл, если сам дом не держит тепло, и оно уходит через плохо утепленные стены, крышу, окна и двери или просачивается через трещины и дыры.

В некоторых случаях вместо замены или усовершенствования отопительной системы лучшим вариантом будет определить и минимизировать утечку тепла или повысить термальный уровень действующего оборудования. Летнее охлаждение посредством теплового насоса может даже увеличить Ваши счета за электричество, особенно если до этого дом не был оснащен централизованной системой кондиционирования.

Перед покупкой теплового насоса нужно рассчитать приблизительные расходы на его обслуживание, функционирование и возможный ремонт и сопоставить их с той экономией энергоресурсов, которые Вы планируете достичь с помощью теплового насоса. Перечень расходов для удобства можно объединить в смету, сделав ее на бумаге от руки или на компьютере.

В этом расчете нужно выделить расходы на электроэнергию в кВт, потребляемую тепловым насосом (рассчитывается на основании нормативных технических характеристик), издержки по монтажу и пусконаладочным работам и, наконец, стоимость самого оборудования с учетом доставки и других побочных платежей. Рассмотрим примерный расчет издержек на установку, содержание и обслуживание грунтового теплового насоса в сравнении со стандартным газовым котлом (при условии отсутствия подведенных газовых коммуникаций).

Таблица 2. Примерный перечень инвестиционных и эксплуатационных затрат на разные типы отопительных систем.

Схематичность и неточность данного наброска с ценами и тарифами очевидна и объясняется тем, что в каждом индивидуальном случае расходы по тем или иным статьям могут сильно варьироваться. Так, если коттеджный поселок, в котором или рядом с которым располагается частный дом, уже газифицирован, то расходы на подключение будут менее значительными, чем в расчете. А если дом построен, как это сейчас модно, на природе, так сказать, вдали от цивилизации, тогда тянуть туда газ может оказаться не только экономически нецелесообразно, а просто невозможно.

В любом случае решение о приобретении той или иной модели теплового насоса принимается собственником исходя из климатических условий, из имеющихся и потенциально доступных источников энергии, из наличия или отсутствия действующей отопительной системы, а также комплекса прочих факторов. В настоящее время это направление считается весьма перспективным, и многие владельцы частных домов сегодня отдают предпочтение новым отопительным технологиям, к числу которых также относятся тепловые насосы.

  Поделитесь ссылкой на статью в социальных сетях

  Вы можете оставить свой комментарий