Характеристики тепловых насосов для дома

Отопление, горячее водоснабжение и кондиционирование жилого дома поглощает все больше средств из бюджета семьи. Коммунальные тарифы постоянно повышаются, и приходится искать способы снижения расходов на наиболее энергоемкие и соответственно затратные статьи. Стоимость киловатта тепловой энергии постоянно увеличивается. Если сравнить затраты на 1 кВт тепловой энергии, произведенной с помощью различных источников энергии, то проявляется интересная картина.

Если принять за единицу цену 1 кВт тепловой энергии, произведенной за счет горения самого дорогого, дизельного топлива, то киловатт от твердого топлива (угля) стоит примерно в 1,2 раза дешевле. Электрические дешевле дизеля в 1,4 раза, а газовые в 5,4 раза. Но рекордсменом по себестоимости произведенной энергии является тепловой насос – стоимость энергии, произведенной им в 1, 4 раза ниже, чем у газовых котлов и в 7,6 раза ниже, чем у дизельных. Эти данные наталкивают на мысль попытаться использовать тепловые насосы для обеспечения энергией максимального числа потребностей и особенно для отопления и горячего водоснабжения. По типу используемого источника энергии установки делятся на три основные группы:

  • Водяные.
  • Воздушные.
  • Грунтовые.

Водяные тепловые насосы

При наличии достаточно большой площади и объема естественного или искусственного водоема тепловые насосы, использующие в качестве источника тепла воду, являются наиболее эффективными. В качестве коллекторов для отбора тепла из окружающей среды используется система трубопроводов, располагающаяся на дне водоема. При этом 1 метр трубы способен извлекать до 30 Вт тепловой энергии, то есть для получения 10 кВт мощности потребуется не менее 334 метров. Конечно, величина отбираемой мощности может варьироваться в зависимости от температуры водоема.

Если система труб погружена в водоем с проточной водой, то это также повышает эффективность коллектора, так как увеличивается скорость теплообмена. И чем больше скорость течения воды, тем выше скорость отбора тепла. Недостатком в данном случае является необходимость жесткого фиксирования системы и потребность в защите от повреждения переносимыми течением объектами. Кроме того надо предусмотреть вероятность занесения коллектора песком и придонным илом, что потребует специальных мер по его очистке. При очень низких температурах воздуха возможно промерзание водоема, особенно неглубокого и со стоячей водой. В случае использования проточной воды такая вероятность практически исключена.

Грунтовые тепловые насосы

Следующим по эффективности является тепловой насос, использующий энергию земли. Коллекторы таких устройств представляют собой систему трубопроводов диаметром 32-50 мм, закопанных в специально подготовленные траншеи в земле на определенную глубину. Обычно это труба в виде змейки, заложенная горизонтально на глубину 1-1,5 метра. Расстояние между параллельно уложенными трубами должно составлять не менее 0,8 метра. Мощность, отбираемая таким коллектором, достигает 15-20 Вт с одного метра. Для получения 10 кВт необходимая длина трубопровода составит 500-650 метров. Занимаемая площадь будет не менее 400-500 метров. Недостатком такого коллектора является достаточно высокое тепловое сопротивление (особенно сухого) грунта, что в некоторой степени мешает тепловому обмену. Еще один существенный недостаток состоит в том, что поверхность земли над коллектором нельзя застраивать зданиями и засаживать деревьями.

Эту проблему можно решить, если расположить коллектор вертикально. Обычно грунтовые системы вертикального типа представляют собой трубы в виде зондов, заложенные в несколько пробуренных в земле скважин глубиной около 50 метров. При этом необходимым условием для предотвращения промерзания грунта меду скважинами является соблюдение между трубами минимально допустимого расстояния 6 метров. Иногда, для уменьшения занимаемой коллектором площади глубину скважин увеличивают до 150 метров, но это связано с дополнительными затратами на поднятие теплоносителя на поверхность в процессе эксплуатации системы. Мощность, получаемая системой, составляет 20-25 Вт на 1 метр трубы. Таким образом, для получения 10 кВт необходимо использовать коллектор общей длиной 400-500 метров, то есть, 8-10 скважин глубиной 50 метров. Площадь поверхности такой системы с учетом необходимого расстояния меду скважинами составляет около 140 метров. Вертикальная система дороже, но ее преимуществом является меньшая площадь занимаемой поверхности и отсутствие необходимости подготовки грунта при закладывании труб.

Водяные и грунтовые системы обладают наиболее стабильным коэффициентом преобразования, который может иметь значения от 3 до 6. Столь высокий минимальный коэффициент объясняется относительно небольшими колебаниями температуры воды в придонных областях и грунта в течение всего года. Наибольшую стабильность, естественно показывают грунтовые системы вертикального типа, так как на большой глубине под землей сохраняется практически постоянная температура в течение всего года. Кроме того, при наличии близко расположенных грунтовых вод, улучшается теплообмен между коллектором и грунтом (грунтовыми водами.), что увеличивает эффективность и уменьшает необходимую длину труб. Поэтому, при обустройстве таких систем рекомендуется получить информацию от организаций, занимающихся выдачей разрешений на бурение скважин для использования подземных вод.

Воздушные тепловые насосы

Еще одним источником тепловой энергии является воздух. Это наиболее доступный ресурс, который можно использовать круглый год. Воздушные системы требуют намного меньше финансовых ресурсов и затрат времени на проектирование и монтаж. Кроме того, на использование воздушного теплового насоса вообще не требуется получения каких-либо разрешений. Примером подобных устройств являются широко распространенные сплит-системы, которые в зимнее время закачивают тепло из окружающего воздуха внутрь здания, а в летнее работают в качестве кондиционера.

Самый большой недостаток использования тепла окружающего воздуха в больших суточных и  сезонных колебаниях температуры. Современные модели таких установок с высокой эффективностью работают при температурах до -15 градусов. При достижении температуры -25 градусов коэффициент преобразования резко уменьшается, но некоторые модели могут давать достаточное количество тепла и этом случае. Коэффициент преобразования в зависимости от температуры воздуха может составлять от 1 до 5.

Требования к помещениям, в которых устанавливаются тепловые насосы, определяются техническими условиями, описанными в инструкции по эксплуатации для каждой модели в отдельности. Дополнительные требования не предусмотрены. В таблице приведены характеристики различных моделей тепловых насосов.

Производитель

NIBE, Швеция

Galmet, Польша

Chofu, Япония

Vaillant, Германия

ACWEL, Китай

Модель

F1226-6 R

Т

New MiniLand 6 GT

AEYC-7134SVFU

geoTHERM VWW 220/2

CDWC-51

Производимая мощность

6 кВт

 

6,84 кВт

10 кВт

29,9

17 кВт

Потребляемая мощность

1,23 кВт

1,67 кВт

2,3 кВт

5,8

3,5 кВт

Тип коллектора

Геотермальный

Геотермальный

Воздушный

Водяной

Водяной

Цена

9650$

8450$

6150$

13158$

3785$

 

 

Добавить комментарий

Filtered HTML

  • Адреса веб-страниц и email-адреса преобразовываются в ссылки автоматически.
  • Допустимые HTML-теги: <a href hreflang> <em> <strong> <cite> <blockquote cite> <code> <ul type> <ol start type> <li> <dl> <dt> <dd>
  • Строки и абзацы переносятся автоматически.