Геотермальные тепловые насосы NIBE, Danfoss, VMtec, Waterkotte, Viessmann, ПЭА

На рынке отопительной техники все популярней становится тепловой насос. Основная причина растущего спроса убедительна: в то время как газ, электричество, уголь, дизель и дрова стабильно поднимаются в цене, энергия земли, воды и воздуха остается бесплатной. По мнению ученых, продолжение такой тенденции неизбежно: за тепловыми насосами будущее, которое, кстати, уже стало настоящим в Швеции, Норвегии, Швейцарии, Германии.

Что такое тепловой насос: принцип работы

В воде, грунте и воздухе всегда присутствует огромное количество низкопотенциального тепла. Технологически его доступно извлечь, сконцентрировать и использовать для отопления и горячего водоснабжения самых разных объектов. Именно с помощью теплового насоса низкая температура энергоносителя трансформируется в высокую, после чего к радиаторам и смесителям поступает горячая вода. Более того, некоторые агрегаты не только обогревают помещения в стужу, обслуживают систему ГВС, а и в качестве кондиционера охлаждают комнаты в зной.

По законам термодинамики холодильник и теплонасос функционируют по аналогичному принципу, только с противоположными результатами. Если первый производит мороз и сбрасывает наружу избыточное тепло, то второй работает в обратном порядке. Чтобы отопление с помощью теплового насоса функционировало, используются 3 последовательно устроенные контуры: внешний, внутренний и центральный, оборудованный в самом агрегате.

1. Двигаясь по внешнему контуру, теплоноситель проходит низкотемпературный источник и нагревается на несколько градусов. Добирается до испарителя, отдает часть энергии и после охлаждения возвращается обратно.
2. Хладагент, пребывающий в испарителе центрального контура и обладающий низкой температурой кипения, превращается в газ. Поступает в компрессор, сжимается и, как следствие, сильно нагревается. Проходя конденсатор, отдает тепло и в жидком состоянии идет на повторный круг.
3. Теплоноситель внутреннего кольца нагревается в конденсаторе и направляется в систему отопления. Отдав энергию, в охлажденном состоянии возвращается в теплообменник.

Тепловой насос для отопления дома состоит из компрессора, испарителя, конденсатора и дроссельного клапана: во избежание шума элементы изолируются. Рабочее кольцо наполняется преимущественно антифризом. Компрессоры обычно применяются роторные и спиральные (бытовые), а также винтовые (промышленные).

Виды тепловых насосов

В зависимости от источника энергии агрегаты подразделяются на геотермальные (грунтовые, водяные), воздушные и использующие вторичное (производственное) тепло. В их названиях в разных комбинациях фигурируют грунт, вода и воздух.

«Грунт-вода». Используется энергия, которая извлекается из земли ниже отметки промерзания. В некоторых местах достаточно вырыть траншеи (котлован) на глубину 1,2 м и уложить трубы с рассолом в горизонтальном положении. Такое устройство внешнего контура не всегда рационально, поскольку из сельскохозяйственного использования выводятся значительные площади: под 1 кВт энергии нужно до 50 м2 земли. Альтернативный вариант – бурение нескольких скважин на глубину до 150 м с последующим использованием глубинных зондов.

«Вода-вода». Принципиальные конструкционные отличия между тепловыми насосами этого вида и предыдущего отсутствуют. Горизонтальная укладка труб, собранных в кольцеобразную систему, осуществляется в озера, реки, пруды: погружение на непромерзаемую глубину выполняется с помощью груза. Важный момент: поверхностный источник воды должен быть рядом с объектом обогрева. В противном случае высокой эффективности достичь не удастся. Для эксплуатации подземных вод используются колодцы и скважины.

«Воздух-вода». Универсальный тепловой насос для отопления, выполняющий по мере надобности 3 функции: обогревает, кондиционирует и обеспечивает систему ГВС горячей водой. Как правило, устанавливается на крыше, поэтому вторично (вентилятором) извлекает покидаемое дом тепло. В отличие от вышеприведенных моделей не нуждается в дорогом монтаже: земляные работы для его установки не требуются. Слабое место – нестабильный КПД: со снижением температуры воздуха до –25 °С пропорционально падает мощность. Наиболее практичен в местах с мягким климатом.

«Воздух-воздух». В данном случае, в отличие от предыдущего варианта, оба контура – атмосферные. Принципиальная схема насоса все та же, а вот конструкция имеет свои особенности. Состоит агрегат из 2 блоков: внешнего и внутреннего. Первый может монтироваться на стену, второй – под потолком. Большинство моделей при температуре воздуха за окном ниже –25 °С перестают производить тепло. Поэтому в местах с суровыми зимами теплонасос необходимо дублировать. Управляется пультом, внешне ничем не отличается от кондиционера.

«Вода-воздух». Отопление и кондиционирование осуществляется воздушными потоками: в отличие от внутреннего, внешний контур – водяной. Насосы выпускаются разных конструкций: их условно можно разделить на стандартные (вертикальные и горизонтальные), консольные и системы сплит. При их изготовлении используются вентиляторный блок и фреоновый контур. В конструкции присутствуют спиральный либо роторный компрессор, коаксиальный теплообменник, реверсивный клапан. Предусмотрена шумоизоляция элементов.

У нас Вы всегда найдете нужный тепловой насос для отопления дома / коттеджа или коммерческого / промышленного объекта. В ассортименте компании Geopumps самые востребованные модели Mammoth, Chofu, Ecoforest.

Замкнутые системы — самые надежные

Своими руками можно собрать тепловой насос в любой конфигурации. Системы с закрытым контуром практически вечны, при их работе нет осадка на теплообменнике, как и риска замерзания или разрыва какого-либа из элементов. В данном случае тоже можно использовать скважины, но в них уже погружаются трубы с теплоносителем.

Сюда же относится горизонтальный контур. Трубы при его укладке вкапываются минимум на 1,5 м., и расстояние между ними для исключения взаимного воздействия составляет около 1 м. Чтобы получить 10 кВт тепловой энергии, для климатических условий Московской области нужны 5-6 соток земли. Все они будут использоваться под укладку контура для отбора геотермальной энергии, за исключением площадки под домом. Это дешево, если коттедж только строится и участок свободен: далеко не все владельцы уже обжитых домов согласятся на такие манипуляции.

Если необходимой площади для укладки контуров нет, придется бурить скважины — горизонтальные или наклонные. Работает простая математика — 600 погонных метров уложенного горизонтально кабеля можно заменить тем же количеством метров глубины скважин, то есть пробурить их 6 штук на 100 м. (или 12 штук на 50 м.).

Актуальные цены на тепловые насосы 2020 года

Отопление тепловым насосом: преимущества и недостатки

Обогревать частный или многоквартирный дом, промышленный либо коммерческий объект можно как централизовано, так и индивидуально – с помощью газа, мазута, электричества, угля, дизеля. На фоне этих способов, каждый из которых имеет свои слабые и сильные стороны, отопление с помощью теплового насоса выглядит предпочтительней по многим пунктам. Основное преимущество – минимальные расходы на эксплуатацию благодаря высокому КПД: при затрате 1 кВт электроэнергии производится от 3 до 6 кВт теплового эквивалента.

• Многие станции универсальны в использовании. Им доступно отапливать и охлаждать помещения, а также нагревать воду для системы ГВС. Благодаря этому экономичность, пусть косвенно, становится еще выше.
• Современные теплонасосы не нуждаются в обслуживании, поскольку работают в автономном режиме. Для автоматического функционирования достаточно подключить агрегат к электросети: одно- или трехфазной согласно инструкции по эксплуатации.
• Теплонасосные установки абсолютно безопасны. Они, в отличие от многих котлов, не горят, не взрываются, не дымят, не выделяют ядовитых веществ. Кроме того, на работоспособность конструкции не влияют непредвиденные остановки: непрерывность цикла в данном случае технологически необходимой не является.

• Агрегат не нуждается в специальном помещении. Причины: он не представляет опасности, благодаря тотальной изоляции почти бесшумен, не использует топливо, под которое необходимы складские площади. В спецпомещение может устанавливаться лишь по технологической необходимости.
• Тепловой насос абсолютно экологичен. Более того, он пользуется только возобновляемыми ресурсами планеты: во времена глобального потепления, повышения уровня океана и других природных катаклизмов этот фактор немаловажен.
• Тепловые насосы надежны и долговечны. Разные производители утверждают, что их продукт рассчитан на 20, 50 и даже 100 лет беспрерывной службы. Правда, компрессор нужно менять раз в 2 десятилетия.
• Высокая комфортность пользования. Многие системы выполняют сразу 3 вышеприведенные функции. К тому же управляются они просто, причем очень редко, поскольку автономные.

Эффективность вложений

Сжиженный газ и дизельное топливо не могут соперничать с тепловыми насосами ни по текущим затратам, ни по комфорту эксплуатации. Использование для отопления твердого топлива трудно поддается автоматизации и требует больших трудозатрат. Электроэнергия комфортный, но дорогой вид энергии. Для подключения электрического котла нужна отдельная мощная линия. До сих пор в отечественных условиях природный газ оставался наиболее востребованным и удобным видом топлива. Но он имеет ряд недостатков:

1. Оформление разрешений.
2. Согласование проекта в контролирующих органах и с соседями.
3. Часть операций по врезке и подключению могут выполнять только уполномоченные организации.
4. Периодическая поверка счетчика.
5. Ограниченное распространение сети и удаленность точек подключения.
6. Высокие затраты на прокладку питающей линии.
7. Газоиспользующее оборудование является источником потенциальной угрозы и требует регламентированного контроля.

Существенным недостатком теплового насоса можно считать только высокие капитальные вложения на этапе закупки оборудования и монтажа. Цена стандартной отопительной системы на тепловом насосе с геотермальным теплообменником складывается из стоимости работы бурильщиков и специфического оборудования с монтажом. В комплект входят:

• тепловой насос;
• комплект зондов;
• пропиленгликоль;
• бойлер косвенного нагрева для горячей воды;
• комплект насосного оборудования и автоматики.

Работы выполняются квалифицированным персоналом с профессиональным инструментом. Несколько более высокие первоначальные затраты уравновешивается серьезными достоинствами:

1. Теплонасосная установка очень экономична, что позволяет окупить дополнительные затраты всего за несколько сезонов.
2. Есть широкие возможности для реализации гибкого автоматизированного управления с минимумом обслуживания.
3. Комфорт использования.
4. Хорошая приспособленность для установки в жилых помещениях, благодаря эстетичному и современному дизайну.
5. Охлаждение помещений на базе того же комплекта оборудования.
6. При работе на охлаждение помимо активного режима работы есть возможность использования пониженной температуры природной воды и грунта для реализации пассивного режима без лишних затрат энергии.
7. Невысокая мощность оборудования не требует прокладки питающего кабеля большого сечения.
8. Отсутствие необходимости в разрешительной документации.
9. Возможность использования существующей разводки отопительных приборов.

Как подобрать тепловой насос для отопления дачи, дома, промышленного объекта

Способов отопления дачи, частного дома, гостиницы, промышленного объекта существует много. Прежде, чем остановиться на одном из них, нужно учесть множество факторов, например, оценить варианты с разными видами топлива. Самым привлекательным энергоносителем является газ: по сравнению с другими расходными материалами он самый дешевый. Если возле дома не проложен газопровод, то оптимальная перспектива становится недоступной. Электрическое отопление очень дорогое. Определенной популярностью пользуются жидко- и твердотопливные котлы, но у них есть свои минусы: нужно устраивать специальное помещение, постоянно обслуживать оборудование, регулярно закупать новую партию угля, дров, брикет, солярки, дизеля.

Если приусадебная территория небольшая, рекомендуются скважины: при глубоком сверлении необходимо официальное разрешение. Теплонасосы с воздушным забором больше подходят для теплых краев: на севере лучше устраивать бивалентную систему. Также можно использовать потенциал канализационных стоков и выбросов тепла предприятиями. Вывод очевиден: устроить дома отопление с использованием теплонасоса, значит выгодно вложить средства. Желаете по доступным ценам купить тепловой насос для отопления? Обращайтесь к нам – в торговую компанию Geopumps.
Возврат к списку

Отбор теплоты от грунта

Самые эффективные, но и самые дорогие схемы предусматривают отбор теплоты от грунта, температура которого не меняется в течение года уже на глубине нескольких метров, что делает установку практически независимой от погоды. По данным 2006 года, в Швеции полмиллиона установок, в Финляндии 50000, в Норвегии устанавливалось в год 70000. При использовании в качестве источника теплоты энергии грунта трубопровод, в котором циркулирует антифриз, зарывают в землю на 30-50 см ниже уровня промерзания грунта в данном регионе. 

На практике — на 0,7 — 1,2 метра. Минимальное рекомендуемое производителями расстояние между трубами коллектора — 1,5 метра, минимум —

1,2. Бурение не требуется, но нужны более обширные земельные работы на большой площади и трубопровод более подвержен риску повреждения. Эффективность такая же, как при отборе теплоты из скважины. Специальной подготовки почвы не требуется. Но желательно использовать участок с влажным грунтом, если же он сухой, контур надо сделать длиннее. Ориентировочное значение тепловой мощности, приходящейся на 1 м трубопровода: в глине — 50-60 Вт, в песке — 30-40 Вт для умеренных широт, на севере значения меньше. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходим земляной контур длиной 350-450 м, для укладки которого потребуется участок земли площадью около 400 м2 (20х20 м). При правильном расчёте контур мало влияет на зелёные насаждения.