В условиях приближающегося энергетического кризиса и растущих цен на топливо человечеству приходится искать новые источники тепла, которое можно использовать для обогрева зданий. Среди них особое место занимают альтернативные источники энергии, которые являются неисчерпаемыми и теоретически не причиняют никакого вреда окружающей среде, в отличие от сжигания органического топлива.
Новые технологии могут использоваться и в частных домохозяйствах: один из видов альтернативного отопления в доме - тепловые насосы. Что это такое, как они работают, и насколько эффективными они будут в российских условиях?
Общий принцип работы теплового насоса
Как альтернативное отопление частного дома тепловой насос имеет несколько преимуществ:
- Это многофункциональное устройство, которое обеспечивает дом теплом, а также играет роль пассивного кондиционера и создаёт экономичную вентиляцию. Для работы устройству требуется минимум энергии, и затраты будут во много раз ниже, чем на полностью электрический обогрев.
- Это не только система отопления: тепловой насос может использоваться для обогрева воды в бойлере, поэтому дом будет обеспечен всеми необходимыми современному человеку удобствами.
- Система совершенно пожаробезопасна: нет отопительного котла, нет горения, не придётся обустраивать дымоход и следить за его исправностью. Устройство не шумит, поэтому оно не создаёт для жильцов никаких неудобств. Кроме того, его практически не требуется контролировать.
- Компактные размеры и приятный дизайн. Сам тепловой насос займёт в доме очень мало места: его можно повесить на стену в любом помещении. Для него не требуется оборудовать котельную, нет необходимости соблюдать сложные требования пожарной безопасности.
Откуда тепловой насос берёт тепло
Самый сложный вопрос – откуда можно получить достаточное количество тепла в суровых российских условиях. Тепловые насосы пока получили широкое распространение в европейских странах с более мягким климатом, однако и в России они используются. Системы продолжают совершенствоваться, а сейчас для обогрева могут использоваться несколько источников тепла. Рассмотрим основные системы:
- Использование геотермального обогрева. Планета Земля – постепенно остывающий сгусток раскалённого вещества, и слой земной коры является очень тонким, по сравнению со слоем кипящей магмы. Уже на глубине в 50 метров температура начинает повышаться, и это тепло может использовать тепловой насос.
- Горизонтальный коллектор в грунте. Такой тепловой насос для отопления дома своими руками делается намного проще, коллектор укладывается в грунт в горизонтальном направлении на глубине около метра.
- Использование тепла грунтовых вод. Вода – максимально теплоёмкий носитель, и с помощью скважины можно получать достаточно мощный обогрев.
- Получение тепла из атмосферного воздуха. Эта система стоит недорого и обустраивается быстро, но она больше подходит для регионов с тёплым климатом.
Такой вид оборудования намного удобнее использовать в местах, где есть геотермальные источники и вулканические разломы, однако он вполне применим и на других территориях. Придётся только проделывать более глубокие скважины, и энергии будет собираться меньше. Основной минус – большие затраты на установку коллектора: придётся бурить глубокие скважины и устанавливать оборудование. Однако такая система является наиболее эффективной и выгодной после установки.
Грунт имеет стабильную температуру, и остывать он будет очень медленно, постепенно передавая тепло теплоносителю, идущему по коллектору. Чем он больше, тем более эффективной будет система. Есть и минус: коллектор нельзя располагать на своем участке, так как грунт возле него всегда будет холодным, и это негативно скажется на корнях растений.
Использовать такую схему можно при высоком уровне грунтовых вод на участке или при наличии достаточно глубокого водоёма возле дома. Желательно, чтобы он был проточным, тогда коллектор будет более эффективным.
Она позволяет получать тепло атмосферного воздуха и нагревать с его помощью воду, есть также системы, работающие по типу «воздух-воздух». Рабочая температура – до -15 градусов, поэтому из-за суровых российских зим в северных районах коллектор такого типа будет бесполезным.
Подходящий вариант выбирается в зависимости от климатических условий в регионе и финансовых возможностей. Самым доступным источником тепла станет вода или воздух, но иногда из-за климата их использование невозможно.
Как построить такую систему своими руками
Отопление тепловым насосом своими руками будет не так уж сложно оборудовать. Оно не обязательно должно быть основным: с его помощью можно, например, смонтировать систему тёплого пола, а остальное количество тепла, необходимое для полноценного обогрева, будет получаться от электрического или газового котла. Тепловой насос также можно использовать только для горячего водоснабжения дома или только для отопления.
Рассмотрим подробнее, как смонтировать на собственном участке тепловой насос, забирающий тепло из грунта. Если пока на территории нет никаких насаждений, можно обустраивать тепловой коллектор. Для этого проводятся земляные работы: на глубине 1 метра необходимо уложить в землю тонкостенную пластиковую трубу (диаметр – 40 мм).
Её длина зависит от площади дома: в среднем это 5 метров трубопрововода на 1 квадрат площади. Соответственно на дом площадью 100 квадратных метров потребуется 500 м трубы. Уложить их не так сложно, как может показаться: чтобы сократить занимаемую площадь, трубы нужно укладывать змейкой.
Трубы подключаются к тепловому насосу, и в них заливается теплоноситель. Обычно для этой цели используется тосол или антифриз. Оптимальным решением является жидкость на основе этиленгликоля – она не перемерзает и обеспечит максимальную работоспособность системы.
В доме прокладывается тепловой пол: система труб помещается на черновую поверхность, закрывается гидроизоляцией, цементно-песчаной стяжкой и чистовым покрытием. Не рекомендуется использовать с тепловым насосом обычные батареи отопления: чтобы обогрев был эффективным, по площади они должны быть в несколько раз больше обычных.
В систему теплового пола также заливается этиленгликоль, она подключается к теплой стороне насоса. После этого конструкция готова к работе, и можно переходить к запуску и настройке. Полный монтаж тепловых насосов для отопления может занять всего несколько дней, это не слишком сложная работа.
Как функционирует система
Когда включается отопление, тепловой насос начинает собирать тепло, которое земля накапливает от солнца в течение всего лета. Грунт остывает крайне медленно, поэтому этиленгликоль будет собирать большое количество энергии, и температура теплого пола будет достигать 27 градусов.
Можно использовать несколько вариантов обогрева: часть тепла направляется на горячее водоснабжение жилья, а другая часть - в трубы теплого пола. В результате можно будет получить вполне эффективный обогрев.
Один из немногих минусов – тепловой насос не будет полностью энергонезависимым. Ему нужно электричество, поэтому перебои в работе электросетей могут остановить систему. Придётся постоянно контролировать исправность проводки и своевременно устранять любые неполадки в щитке.
Однако при всех возможных минусах тепловой насос можно по праву отнести к энергетике будущего. Со временем человечество найдёт способ отказаться от дорогостоящей добычи нефти и использования природного газа.
[youtube=httpss://www.youtube.com/watch?v=zji6vTgWnn0]
Автор публикаций на 1Drevo.ru с темами: Вентиляционные клапаны на окна ПВХ | Дом из оцилиндровки | Оцилиндрованный брус | Баня 6 на 4 | Финские дома | Баня с беседкой | Монтаж сруба | Пелетные котлы | Твердотопливный котел | Электрокотел в доме | Тепловой насос | Покраска клееного бруса | Дом из цельного бруса | Щитовой дом | Ручная рубка сруба | Утепление фундамента | Домокомплект из клееного бруса и другие.
