Not found

Статті про облаштування саду
Грунтові теплові насоси

 

Грунтові теплові насоси часто класифікують також як тепловий насос «розсіл - вода». Теплообмінник в теплових насосах типу «грунт - вода» буває двох видів: горизонтальний колектор і грунтовий зонд. Обидва вони виконуються переважно з поліетиленових або інших пластикових труб діаметром 25-40 мм. І чим більше діаметр, тим краще здійснюється відбір тепла, проте збільшується і вартість системи. Горизонтальний колектор відбирає тепло, накопичене у верхніх шарах грунту в результаті сонячного випромінювання, і являє собою кілька контурів пластикових труб, укладених під шаром грунту.


Для ефективної роботи системи, виходячи з особливостей грунту, його теплопровідності і геометрії ділянки, вибирається певна схема укладання труб - петля, змійка, зигзаг, плоскі і гвинтові спіралі різних форм.


Ефективність теплообміну збільшується на вологих грунтах і зменшується на сухих піщаних ділянках, але в середньому для опалення будинку площею 150-200 кв. м доведеться укласти приблизно 400-650 м трубопроводу кількома петлями-контурами. Для цього потрібна ділянка площею приблизно 300-400 кв. м, тобто в 1,5-2 рази більше, ніж опалювальна площа будинку. Необхідність у великому просторі, незайнятому будовами, є головним недоліком системи цього типу. Використовувати таку ділянку можна тільки в якості галявини або квітника.


Головною перевагою цього методу є порівняльна простота монтажу і те, що за інших рівних умов роботи з монтажу обладнання


необхідних для обладнання системи за наступним методом.


Грунтові зонди являють собою систему довгих труб, що опускаються в свердловини глибиною до 50-200 м. В цьому випадку не потрібно велику ділянку вільної землі, але доводиться виконувати дорогі бурильні роботи. Зате на великій глибині температура грунту вище, тому ефективність теплообміну при використанні таких труб вище, ніж горизонтального колектора. Різниця в ефективності роботи теплових насосів, що використовують грунтові зонди і колектори, становить близько 20%.


Конструкції зонда бувають різні, але найчастіше застосовується U-образна. У цьому випадку труби герметично з'єднуються внизу, утворюючи довгий U-образ-ний канал, заповнений антифризом, причому в зонді може бути дві і більше петель. По одній лінії "розсіл" подається циркуляційним насосом вниз, по іншій піднімається вгору, до випарника. Просторі свердловини навколо зонда заповнюється буровим розчином або цементно-бетонною сумішшю для захисту труб від поврежденійі поліпшення теплопередачі. Для будинку площею 150-200 кв. м знадобиться 5-6 свердловин глибиною близько 50 м, при цьому розташовувати їх слід не ближче 2мот стіни будинку, щоб не пошкодити фундамент. Також свердловини не повинні знаходитися на одній лінії течії підземних вод. В іншому випадку ефективність теплового насоса різко зменшиться, адже зі свердловини в свердловину буде переміщатися одна і та ж охолоджена вода, від якої вже була відібрана теплова енергія.


У теплових насосах, що працюють за принципом «грунт - повітря», теплова енергія також відбирається у грунту і через компресор безпосередньо передається повітрю, що використовується для опалення будівель. Вода також привабливий джерело тепла, досить стабільний і дуже ефективний, але водойми є не у кожного вдома. Якщо ж поряд з будинком є річка або ставок, то можна використовувати тепловий насос, що працює за схемою «вода - вода». Для цього з водойми відбирається потужним насосом вода, яка прокачується через первинний теплообмінник теплового насоса (замість розсолу), віддаючи свою теплову енергію фреону, і скидається потім у цей же (або інший, блізкорасположенном) водойму. Поенергоеффектівно-сті такий тепловий насос найбільш економічний. Втім, в силу забрудненості зовнішнього води необхідно вживати заходів для її попереднього очищення перед подачею в тепловий насос і, швидше за все, періодично чистити теплообмінник. Тому в світі теплові насоси типу «вода - вода» використовуються нечасто і займають менше 10% ринку. На практиці водойму зазвичай використовують так: на дно водойми укладається конструкція, подібна грунтовому колектору. Такий "підводний" колектор притоплюється вантажем або встановлюється вдонном грунті, температура якого трохи вища, ніж температура води. Виходить звичайний тепловий насос типу «розсіл - вода», що використовує тепло води зовнішнього водойми. У разі роботи теплового насоса за принципом «вода - повітря» теплова енергія передається повітрю, розподіляється потім по опалювальних приміщеннях.


Системи типу «повітря-повітря» і «повітря-вода» схожі за принципом роботи з кондиціонерами і коштують істотно дешевше, але проігриваютдругім видам насосів по універсальності, адже з морозного повітря багато тепла не відбереш, і застосовуватися вони можуть в першу чергу для нагрівання гарячої води. Виконуватися такі пристрої могутв двох варіантах: спліт або моно. У першому випадку установка складається з двох блоків, з'єднаних інженерними комунікаціями: до складу зовнішнього входять потужний вентилятор і випарник, внутрішній містить конденсатор і автоматику. При цьому компресор може розташовуватися як у внутрішньому блоці, так і в зовнішньому, щоб уникнути шуму в приміщенні. У другому випадку всі елементи збираються в єдиному корпусі і монтуються або в будинку, з'єднуючись з вулицею гнучким воздуховодом, або зовні.


У теплових насосів є цілий ряд переваг. Так, система дуже довговічна, самі насоси працюють по 20-25 років (на багато компресори виробники декларують термін експлуатації не менше 25 років), після чого компресор насоса може бути замінений і система продовжить свою роботу. Крім того, системи теплових насосів безпечні, оскільки отсутствуюттопліво, відкритий вогонь небезпечні гази, і комфортні. І, звичайно ж, великою перевагою є екологічна чистота системи, адже теплові насоси не утворюють шкідливі окисли, застосовувані в них фреони не містять хлороуглеродов і озонобезпечні. Широке застосування теплових насосів істотно скорочує необхідність в електроенергії, а відповідно витрата палива на її виробництво. Нарешті, важлива економічність теплових насосів, яка досягається за рахунок високого ККД системи.


Відзначимо, що, вибираючи тепловий насос, не варто замовляти обладнання максимальної потужності, щоб покрити можливі пікові навантаження на систему опалення при самих сильних морозах. Це невиправдано дорого і не має сенсу: кількість дійсно холодних днів зазвичай не перевищує двох-трьох тижнів за рік, і вибирати варто насос, потужність якого складає 60-80% від максимальної. Для покриття пікових навантажень можна встановити резервний котел з традиційним видом палива або використовувати вбудовані в теплові насоси ТЕНи, які можуть включатися по черзі (їх режим роботи може визначатися спеціальним алгоритмом, який програмується користувачем), додаючи системі теплову потужність.


Звичайно, зараз первинні витрати на систему опалення на основі теплового насоса досить високі, причому ще стільки ж, якщо не більше, буде потрібно затратити на облаштування системи. Однак якщо дивитися в майбутнє в розрізі неминучого підвищення цін на традиційні енергоносії, то за рахунок низьких витрат на опалення можна значно скоротити витрати. Ще більше заощадити допоможе багатотарифний лічильник в поєднанні з теплоакумулюючих баком за рахунок використання електроенергії, накопиченої за більш низькими тарифами в нічний час.


Якщо потрібно комфортно і надійно опалити невеликий будинок або приміщення і неподалік немає газопроводу, то тепловий насос - найкраще на сьогодні рішення. І, встановивши сучасний тепловий насос від провідних світових виробників, Ви ще мінімум 20 років будете зі схваленням вспомі-натьо прийнятому колись рішенні. Не забувайте і про те, що, використовуючи тепловий насос, Ви вносите нехай невеликий, але реальний внесок в енергозбереження і збереження чистоти на Землі.









rc