Тепловые насосы: воздух-воздух, воздух-вода, воздух-грунт. Сравнительные характеристики систем тепловых насосов

Альтернативой газовому отоплению являются тепловые насосы. Эти устройства трансформируют низкотемпературную энергию природных источников в тепловую энергию.

О том, какую систему отопления выбрать, следует подумать еще на этапе проектирования индивидуального дома — будь то загородный дом для постоянного проживания или дачный домик. Особенно это актуально в условиях российского климата, где без отопления не обойтись.

Хорошо, если место строительства газифицировано, есть сети магистрального газоснабжения и соответствующие газораспределительные пункты. Иногда, даже при наличии газа, газификация дома может иметь очень высокую стоимость, соизмеримую со стоимостью строительства дома или даже ее превосходящую. По этой причине необходим выбор альтернативного варианта отопления, который может быть или временным, или же постоянным. Определяется это технико-экономическим обоснованием рассмотрения вариантов отопления.

Тепловой насос воздух-воздух

Автономное отопление — тепловые насосы

Альтернативой газовому отоплению являются тепловые насосы. Эти устройства трансформируют низкотемпературную энергию природных источников в тепловую энергию.

В тепловом насосе есть два внешних контура, один — это доставка низкотемпературного теплоносителя, второй контур — это распределение тепла для нужд отопления. Самое интересное происходит во внутреннем контуре теплового насоса. Он очень похож на обыкновенный бытовой холодильник. Состоит из двух теплообменников, испарителя и конденсатора, редукционного клапана, компрессора.

Во внутреннем контуре циркулирует хладагент с температурой кипения ниже нуля градусов. Низкотемпературной энергии теплоносителя внешнего контура достаточно для испарения хладагента в испарителе. Затем пары сжимаются компрессором, повышается давление и температура. При конденсации в конденсаторе эта температура передается потребителям.

Виды тепловых насосов

Низкотемпературными источниками тепла являются вода близлежащих водоемов, грунт прилегающей территории, наружный воздух. Передача тепла потребителям осуществляется нагревом воздуха или нагревом воды. По сочетанию этих конструктивных особенностей выпускаются различные типы насосов.

Характеристики вариантов

При использовании второго внешнего контура типа «вода», в теплообменнике насоса нагревается вода отопительной системы, температура нагрева не более +50 °С. Идеальным распределением тепла в данном случае является система «теплый пол». Если принята система «воздух», то воздух помещения принудительно прогоняется вентилятором через теплообменник-калорифер и таким образом нагревается.

Следует отметить, что система распределения «воздух», дешевле системы «вода» по причине отсутствия затрат на создание теплого пола. При этой системе для создания системы распределения не нужны никакие затраты.

Внешний контур «вода» включает в себя стоимость трубопровода, опускаемого на дно водоема, меры его защиты от коррозии и затраты на монтажные и строительные работы. Для тепловой мощности 10 кВт потребуется трубопровод длиной 450-500 метров.

Схема теплового насоса грунт-воздух

Внешний контур «грунт» может быть выполнен двумя способами: укладка горизонтального контура, либо бурение вертикальных скважин. В оба варианта включается стоимость трубопровода 450-500 метров, затраты на защиту от коррозии и строительно-монтажные работы. Кроме того, затраты на бурение двух скважин глубиной 150 метров и их обустройство. При горизонтальном контуре объем земляных работ составит 800-1000 кубометров грунта.

Контур «воздух» в плане единовременных капитальных затрат выгодно отличается от вариантов «грунт» и «вода». То есть, по первоначальным затратам и срокам ввода системы в эксплуатацию, самым экономичным является вариант воздух-воздух.

Достоинства и недостатки насосов воздух-воздух

Достоинства:

  • отсутствует необходимость создания внешнего контура, большая экономия первоначальных затрат;
  • минимальные сроки монтажа и ввода в эксплуатацию;
  • возможность быстрой реконструкции системы подачи воздуха в помещения, изменение места установки распределителей (фанкойлов);
  • возможность переключения в летнее время на режим кондиционирования;
  • дистанционное управление тепловым режимом и потоками воздуха.

Недостатки:

  • эти насосы работают только для обеспечения отопления здания;
  • зависимость производительности насоса от температуры воздуха.

Производители тепловых насосов работают над улучшением характеристик и снижением негативного воздействия отрицательных температур наружного воздуха на производительность насосов. Так, в лучших изделиях отрицательная температура -25°С не оказывает заметного влияния на характеристики экономичности и производительности.

Немаловажным фактором является экологичность тепловых насосов воздух-воздух. В условиях же континентального и резкоконтинентального климата России возможность использования одной системы и для отопления, и для кондиционирования делает ее просто незаменимой.