Тепловой насос «вода-вода»

Альтернативные системы отопления дома, позволяющие обеспечить независимость от сетевых ресурсов и неустойчивой ценовой политики ресурсных организаций, давно и прочно завоевали интерес и популярность среди домовладельцев. Желание сохранить деньги и установить надежную и стабильную отопительную систему вполне логично и ограничивается только внешними причинами, возможностями или уровнем рентабельности. Рассмотрим один из интересных вариантов использования геотермальной энергии в масштабе частного домовладения.

В основе конструкции Теплового насоса Вода-Вода лежит использование низкопотенциального тепла грунтовых вод. Также могут быть использована тепловая энергия нижних слоев воды открытых водоемов. Из результатов исследований известно, что уже на глубине 1,5-2 м температура воды не опускается ниже 8°С. Придонные слои открытых водоемов (глубиной не менее 3 м) в самые сильные морозы имеют температуру 4°С. Это позволяет использовать имеющуюся энергию в практических целях.

Температура грунтовых или придонных вод почти не изменяется и обладает стабильными параметрами, что делает возможным создавать системы отопления с устойчивыми, поддающимися предварительному расчету, характеристиками. Отбор тепла у грунтовых вод позволяет обогревать крупные здания.

К сведению: В Луисвилле (Кентукки, США) находится крупнейшая геотермальная станция, работающая на низкопотенциальной энергии грунтовых вод. Станция обеспечивает отопление большого гостинично-офисного комплекса. Мощность системы составляет около 10 Мвт.

Как работают тепловые насосы «вода-вода»?

Тепловой насос, действующий по принципу «вода-вода», использует в своей конструкции цикл Карно. Говоря проще, используется принцип работы обычного холодильника, только в качестве полезного элемента используется не момент испарения, охлаждающий хладагент, а момент сжатия и конденсации, при котором выделяется большое количество теплоты.

Рабочий цикл Теплового насоса имеет двухтактную структуру и производится в двух теплообменниках — испарителе и конденсаторе. В испарителе происходит испарение хладагента — фреона, сопровождаемое большим поглощением тепловой энергии. Для ее пополнения используется энергия грунтовых вод, повышающих температуру газообразного хладагента. После этого он поступает в компрессор, где сжимается до 17 Бар.

Повышение давления вызывает резкое повышение температуры до 60-75°С. После этого хладагент поступает во второй теплообменник — конденсатор, где хладагент охлаждается и переходит в жидкое состояние. Параллельно с этим происходит передача тепловой энергии теплоносителю для системы отопления и ГВС дома.

После этого жидкий хладагент проходит через дроссель, где его давление снижается и поступает в испаритель, после чего цикл повторяется. Такова схема работы теплового насоса «вода-вода», способного обеспечить вполне комфортную температуру в доме при условии использования соответствующих методов обогрева. Необходимы соответствующие, низкотемпературные системы обогрева — теплый пол и т.п. Для радиаторных систем мощности тепловых насосов в холодных регионах может не хватить.

Достоинства и недостатки

К достоинствам тепловых насосов принято относить:

• экономически эффективная технология, обеспечивающая энергосбережение жилища
• экологичность системы обогрева
• возможность использования в любых регионах
• многофункциональность системы, позволяющая использовать ее в разных целях
• безопасность системы, не представляющей угрозу для людей или имущества

К недостаткам системы следует причислить:

• высокая стоимость системы
• необходимость качественного утепления дома
• система работает наиболее эффективно при использовании низкотемпературных отопительных контуров, оптимальный вариант — теплый пол

Кроме того, в северных регионах, со значительным понижением температур в зимнее время, использование тепловых насосов усложняется из-за необходимости утепления подводящих трубопроводов. Для надежности и гарантии от возникновения сбоев системы рекомендуется использовать дополнительный контур, veles-energy.com.ua работающий от другого источника.

Расчет мощности установки

На 1 м² отапливаемой площади должно приходиться от 70 до 100 Вт тепловой энергии. Это — удельная величина. Более точное значение выбирается в соответствии со степенью утепления дома, высотой потолков, использованных при строительстве материалов и прочих параметров дома. Расчет теплонасоса производится в несколько этапов:

• подсчитывается отапливаемая площадь помещения
• вычисляется общее количество необходимой энергии для обогрева дома (произведение площади на удельное количество тепловой энергии)
• на основании полученного значения производится выбор компрессора, насоса и прочих узлов системы
• для создания линии ГВС значения увеличиваются на 20%

Самостоятельный расчет сложен, он требует наличия множества специфических данных и значений, оперировать которыми для неподготовленного человека чревато появлением ошибок. Если нет опыта выполнения подобных расчетов, лучше не рисковать и обратиться к специалистам или использовать онлайн-калькуляторы.

Что купить  — топ-5 лучших насосов

Приобретение готового теплового насоса — весьма дорогостоящее мероприятие. Если возможности позволяют, следует разобраться в том, какой производитель сможет наилучшим образом оправдать ожидания пользователя, предоставить качественное и надежное оборудование. Из наиболее известных производителей можно порекомендовать:

• Viessmann (Германия). Выпускает разные модели тепловых насосов, в том числе систем «вода-вода». Обеспечивает высокое качество оборудования, длительный срок службы, имеет широкий модельный ряд тепловых насосов
• Stiebel Eltron (Германия). Традиционное немецкое качество и современные технологии — такой сплав рабочих свойств способен привлечь любого покупателя
• Mammuth (США-Китай). Одна из наиболее распространенных на рынке компаний, имеющая достойное качество по вполне разумным ценам
• Henk (Россия). Отечественный производитель, работающий для российского пользователя. Создание комплексов, предназначенных для эксплуатации в сложных климатических условиях
• AERMEC (Италия). Известная компания, обеспечивающая европейское качество оборудования. Выпускается для частных домовладений разной площади, способно функционировать в разных условиях