Статьи

Советы по сборке и монтажу теплового насоса

Тепловой насос схема

Что такое тепловой насос? Это - особенный агрегат, который позволяет задействовать тепло окружающей среды в целях обогрева помещения. Видов таких насосов существует очень и очень много. Они различаются по принципу работы и по тому, как передается в них тепло от нагревателя к окружающей среде, то есть, к обогреваемому помещению. Такие аппараты, правда, довольно дорого стоят, что и не позволяет использовать все их возможности на полную мощь. Однако многие сомневаются: а стоит ли ставить столь дорогие по исполнению установки, вообще, есть ли смысл в подобных устройствах? Каков от них прок и зачем они нужны? Каковы основные проблемы, которые возникают при эксплуатации подобных агрегатов.

Первый вопрос - сколько стоит подобное решение проблемы? Многие фирмы пишут, что установка подобных устройств обходится им в миллион рублей, иногда - чуть больше. Теперь считаем из личного опыта эксплуатации. Пробурение одной скважины составляет пятьсот рублей за один метр. Далее, тепловой насос на восемь киловатт покупается за 93 тысячи рублей, не более. Затем включаем сюда установку - и вся стоимость выходит в пределах ста семидесяти тысяч рублей. Окупаемость всех затрат составляет три или четыре года. Именно за такой период становится возможным получить все те средства, которые были изначально потрачены на устройство всех компонентов насосной станции.

Если же вы желаете установить систему под "ключ", то тогда в доме, средняя площадь которого составляет двести метров в квадрате, то тогда надо потратить пять или семь тысяч рублей за один квадратный метр. Система потребления тепла напрямую определяет, как будет происходить циркуляция тепловых потоков в помещении. Сразу следует оговориться: температура сетевой воды должна быть как можно более низкой. Сразу следует оговорить правило: один градус на снижение температуры воды - увеличение энергетической эффективности системы на два с половиной процента.

Все же расходы на обустройство подобной системы отопления будут выходить одновременно из трех параметров: из стоимости электричества для насоса, из стоимости прямых инвестиций в насосную станцию и из расходов на так называемую амортизацию. При этом следует учесть, что пренебрежение расходами, которые могут возникнуть в ходе непреодолимых обстоятельств, может повлечь за собой серьезные последствия для вашего бюджета. Ведь, кто знает, как может сложиться ситуация с вашими отопительными котлами.

Далее, рассмотрим некоторые технические и монтажные особенности данных систем. В основе многих подобных систем лежит так называемая сплит-технология. Она позволяет действовать теплоэффективно, ведь при потере полутора киловатт электроэнергии получается шесть с половиной киловатт тепла! Зимой, кондиционирующий контур помещается в специальный короб, для большей сохранности. Летом же, он из данного короба вынимается, дабы действовать в полную силу.

Также, для того, чтобы задействовать контур в полную силу, можно применить насос с двумя контурами, при этом на насосе также имеется два компрессора - усилителя. Сам конденсатор тепла выполнен из двух стальных емкостей, каждая из которых также поделена на отсеки. Отсек номер один служит для нагрева, в нем располагают две спиральных трубки по десять метров каждая. Сам отсек имеет емкость в три литра.

Отсек номер два является холодной емкостью, которая служит для создания разности температур. Рабочая жидкость данного отсека - это тосол. При основных параметрах, получаем, что скважина в среднем должна иметь температуру в пятнадцать градусов по цельсию. При подобной температуре холодной скважины мы получаем, что мощность тепловой энергии, выделяемой на тепловых элементах насоса, будет составлять четыре и два киловатта.

Правда, реализовать такой принцип на практике крайне проблематично. Дело в том, что соединение всей конструкции в единую монолитную систему - довольно сложный и трудоемкий процесс. Покупка же необходимого оборудования не представляет особых трудностей даже в условиях небольшого города районного значения. Да и потом, тепловой насос - очень капризный прибор: даже после глубокой модернизации, никто не даст вам стопроцентной гарантии того, что прибор будет работать так, как надо. Даже самое современное оборудование не может дать серьезной гарантии того, что грунт "примет" насосную систему и не будет никаких эксцессов с её эксплуатацией.

Далее, многие пользователи сталкиваются с проблемой первичного контура. Даже на начальной стадии подобных работ, может возникать немало проблем с пробуриванием скважины, особенно в глинистом слое почвы. Одна скважина, точнее, один метр вглубь земли стоит, напоминаем, не менее пятисот рублей. При работе же с трудными породами почвы получается, что множество усилий идет на разгребание завалов, а это тоже стоит денег. Все трубы, которые используются при создании зондов, имеют У-образную форму. Зимой же, при монтаже, происходит предварительный нагрев подобных труб, дабы не допустить их разрушения. Однако если пробурить контур самостоятельно, можно сэкономить много сил и средств. При этом, контур трубопровода может идти как снаружи, так и внутри почвенного слоя.

Но это - серьезная ошибка! Дело в том, что каждый грунт имеет свою собственную температуру замерзания, от которой зависит глубина прокладки зонда. Без специального же оборудования, определить подобный параметр не представляется возможным ни по каким причинам. Да и потом, очень часто в качестве подобного теплоносителя используется не сам грунт, а грунтовые воды, под которые следует приспосабливать трубку конденсатора тепловой энергии земли.

Наконец, очень многие люди готовы пойти на все, чтобы только повысить эффективность своей системы отопления. Для этого, наши находчивые граждане, на что только не идут! К примеру, некоторые искренне полагают, что они смогут заменить обычный теплоаккумулятор небольшой бетонной стяжкой, которая поможет избежать больших потерь мощности. Автоматика при этом берется от обычной сплит - системы.

Наконец, некоторые считают, что они смогут получить дополнительную прибыль в виде добавочного тепла, проводя рискованные эксперименты с хладагентной жидкостью, то понижая, то повышая температуру контура, "играя" на разнице температур.

Некоторые также предлагают устанавливать солнечные коллекторы, вытяжки-сопла, которые позволят быстро и качественно получить все необходимые выигрыши в теплопередаче и получении дополнительного обогрева помещения, за счет энергии солнца/нагретого воздуха.

Но и здесь таится очень большая ошибка. Все параметры, которыми обладает теплообменник, должны быть согласованы друг с другом, да так, чтобы не было ни сучка, ни задоринки. Суть проблемы состоит в том, что все эксперименты подобного типа могут плохо закончиться. К примеру, некоторые опыты с хладагентом могут привести не к обогреву, а к заморозке всего котла, что явится катастрофой локального масштаба, особенно в зимний период времени. Буферные накопители, которые предлагают снять, нужны для того, чтобы тепловой насос не сильно изнашивался. Дело тут в том, что без них время выбега (разгона на нормальную мощность) подобного насоса будет очень низким и неэффективным. Надо понимать, что для экспериментов в подобной области инженерии следует обладать хотя бы минимальными знаниями в области теплотехники и тепломеханики, а то можно себя заморозить.

Наконец, многие люди считают, что чем глубже закопать контурные трубы в землю, тем будет лучше для всех. Это далеко не так. Дело все в том, что подобный подход актуален лишь для условий сильного промерзания грунта. В обычной же ситуации может возникнуть проблема с выводом тепла к дому. Ведь логика людей такова: чем глубже закопаем, тем труднее будет такому трубопроводу охладиться, ведь зима глубоко не проникает. Но почему-то забывают, что при выведении тепла из самых недр почвенного слоя неизбежные потери идут именно из-за расстояния, ведь глубина подобных труб будет составлять не менее пятидесяти метров, что, согласитесь, очень глубоко.

Да и потом, сыграть на разнице температур при глубоком закапывании не получится хотя бы в силу того, что чем ниже грунт, тем сложнее добиться разницы между холодным слоем и горячим грунтом. Температура и в трубе на большой глубине, и в самом грунте будет примерно одинаковой, а значит, получить по-настоящему качественный разогрев не получится в силу объективных причин - законов физики.

Другое дело, если вы привязываете ваш контур к конкретным водоемам или залежам грунтовых вод. Очень часто, в подобных системах применяют устройство под названием коллектор - трубку, которая специально аккумулирует все грунтовое тепло в себе. Если вы рассчитываете, что все тепло будет поступать именно из грунтовых вод, то коллектор тут даже может не понадобиться - вода попросту сама испарит все то тепло, которое она имеет. Достаточно иметь в наличие лишь теплонасосную установку, которая будет вытягивать все тепло в помещение.

Хотим дать вам еще один дельный совет по поводу надежности подобных систем извлечения тепла из земляных слоев. Всегда следует заниматься подстраховкой от возможных неприятностей, таких как поломки насоса, чересчур низкий уровень грунтовых вод, низкая температура атмосферного воздуха и невозможность задействовать насос в полную мощность. Всегда надо иметь дополнительный вариант в виде теплогенератора. Данный генератор будет работать на привычном виде топлива, что позволит грамотно и без особых сложностей организовать подачу тепла в помещение. Теплогенератор исправит ситуацию, если один из насосов откажет или его коэффициент полезного действия будет чересчур низким. Если же включить оба прибора для обогрева, то мы получим поистине уникальную систему обогрева. Огромным плюсом такого генератора является также и то, что температуру в нем можно вполне регулировать под свои собственные нужды. Теплогенератор лучше поставить в подвале вашего жилища. Вывод тепла из него можно организовать через радиаторы отопления или через систему теплый пол.

При монтаже подобных систем обогрева в любом случае обращайтесь только к квалифицированному специалисту - профессионалу своего дела. Подобный подход позволит избежать наивных, но глупых и печальных ошибок, которые делают многие новички при работе с системой домашнего отопления. Все работы должны вестись по генеральному строительному плану, который был разработан профессиональными геодезистами с учетом всех особенностей рельефа местности на вашем участке. Самостоятельно вести подобные работы можно будет лишь тогда, когда вы на сто процентов уверены в своей квалификации.