 Форум |  Доски объявлений |  Реклама на сайте |
|
|
| Народная библиотека на НОВОСЁЛ.РУ \ | Сантехника |
Применение тепловых насосов для отопления загородных домов
Известно, что потребление энергии для отопления в России в 5-10 раз выше энергопотребления в развитых странах. Основными причинами повышенной энергоемкости экономики России являются суровые климатические условия и высокие энергетические потери на всех этапах распределения ресурсов.
Одним из направлений энергосбережения в области отопления, вентиляции и кондиционирования и уменьшения финансовых затрат на эксплуатацию зданий являются технологии на основе тепловых насосов.
Тепловые насосы - это компактные, экономичные и экологически чистые приборы, используемые в системах отопления и кондиционирования различных объектов и позволяющие получать тепло для отопления и горячего водоснабжения от низкопотенциальных источников, таких как грунтовые и артезианские воды, озера, реки, моря, грунт, земные недра и т.д. По сути, тепловой насос- это холодильник наоборот, который забирает тепло там, где это представляется возможным и передает его потребителю.
Используя тепло, рассеянное в окружающей среде (в земле, воде, воздухе), тепловой насос обладает поразительной эффективностью: затратив 1 кВт электроэнергии в приводе насоса, получить до 5-6 кВт тепловой энергии. Таким образом, до 60% отопительной энергии можно получать бесплатно из окружающей среды.
Применение тепловых насосов является принципиально новым подходом к отоплению загородного дома. Они работают полностью в автоматическом режиме, обслуживание заключается в сезонном техническом осмотре и периодическом контроле режима работы.
Применение тепловых насосов для отопления оправдывает себя только в хорошо утепленных домах с теплопотерями не более 60 Вт/м2.
Тепло из грунта. Тепловые насосы могут использовать в качестве источника тепла энергию грунта Вашего земельного участка.
"Рассол" (теплоноситель) циркулирующий по горизонтальному или вертикальному коллектору (полиэтиленовым трубам Ф 25, 32, 40мм) "забирает" тепло из грунта и передает его в тепловой насос, установленный в Вашем доме. Далее это тепло отбирается уже теплообменником теплового насоса и передается воздуху, который, в свою очередь, по системе распределенных воздуховодов поступает в помещения дома или воде, циркулирующей в системе отопления.
При использовании горизонтального внешнего контура, укладываемого в землю (рис. 1) специальной подготовки почвы, засыпок и т.п. не требуется. Желательно использовать участок с влажным грунтом, идеально с близкими грунтовыми водами, однако сухой грунт не является существенной помехой для применения теплового насоса, придется лишь увеличить длину контура теплообменника. Ориентировочное значение тепловой мощности, приходящейся на 1 м длины теплообменника (трубопровода) составляет 30 Вт.
Ориентировочное значение тепловой мощности, приходящейся на 1 метр длины теплообменника (трубопровода) составляет 30 Вт. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью, к примеру, 1- кВт необходим земляной контур (теплообменник) длиной 350-450 м, а для укладки такого контура потребуется участок площадью около 400 м2. В среднем, 1 м2 поверхности грунта может обеспечить 10-35 Вт мощности.
По тепловому контуру, состоящему из системы полиэтиленовых труб, зарытых в землю на глубину 1,5- 2,5 м, циркулирует неядовитая жидкость- "рассол" (раствор этиленгликоля). Сам коллектор представляет грунтовый теплообменник, благодаря которому и происходит "отбор" тепла, накопленного землей. При горизонтальной прокладке труб необходимо учитывать много различных факторов. Во первых, длина трубы ограничена и может достигать длину в одной петле не более 600 м, иначе заметно увеличится расход энергии на прокачку теплоносителя циркуляционным насосом, во вторых, при горизонтальной прокладке при высокой производительности (мощности) теплового насоса во время эксплуатации происходит постепенное снижение температуры слоя грунта вокруг трубы и это снижение тем сильнее, чем выше производительность теплового насоса. При этом температура может опуститься ниже нуля и грунт промерзнуть.
Преимущество горизонтального коллектора - относительно невысокие затраты на его организацию порядка 900 т. р. для теплового насоса мощностью 13 кВт. Однако для его организации необходим свободный земельный участок площадью около 4,5 сотки, на котором в дальнейшем нельзя сажать деревья.
При значительных глубинах промерзания грунта, желательно использовать вертикально расположенные теплообменники, так называемые вертикальные грунтовые зонды (рис. 2). В этом случае необходимо пробурить скважины глубиной 30- 150 м, в зависимости от требуемой для отопления мощности и особенностей участка и "опустить" в скважину петлю из пластиковой трубы - теплообменник, по которому будет циркулировать "рассол" и "отбирать" тепло из глубины скважины. На глубине всегда одинаковая температура - около 100С, поэтому вертикальные коллекторы или зонды всегда мощнее горизонтальных коллекторов. Метр длины вертикального теплообменника снимает от 30 до 100 Вт тепловой мощности, в зависимости от грунта. Для глубоких скважин требуется обсадная труба для защиты коллектора, тогда как в мелких, ее наличие не всегда необходимо. Зазор между стенками скважины и трубой коллектора заполняется бентонитом, для улучшения теплопередачи и повышения прочности зонда. Расстояния между скважинами 5-7 м. Следует также учитывать, что равновесие процессов отбора тепла и восстановления "питающей" способности грунта наступает лишь через 4-5 лет эксплуатации. Поэтому насос в проект надо закладывать более мощный.
Что касается садовой растительности, то при правильном расчете контур не оказывает заметного влияния на зеленые насаждения, однако при горизонтальном размещении внешнего контура могут возникнуть проблемы с крупными зелеными насаждениями.
Такой способ обогрева помещений является наиболее оптимальным и эффективным.
Кроме того, в летнее время можно использовать тепловой насос для охлаждения помещений (кондиционирования).
При этом электроэнергия затрачивается только на перекачивание жидкости циркуляционным насосом, привод вентилятора теплового насоса, подающего воздух в помещения дома, и непосредственно на работу компрессора.
Использование в качестве тепла воды ближайшего водоема или реки (рис.3) является идеальным вариантом. В этом случае применяется тепловой насос типа "вода-вода". Сами насосы не отличаются от насосов, работающих с "рассолом". Но благодаря более высокой температуре теплоносителя зимой годовая эффективность применения устройств типа "вода-вода" оказывается наивысшей. В этом случае пластиковая труба с антифризом - контур теплообменника укладывается на дно водоема, естественно с дополнительными грузами. Преимущества такого метода- это относительно небольшая длина контура, "высокая" температура окружающей среды (температура воды в водоеме зимой всегда положительная), высокий коэффициент преобразования тепловой энергии воды водоема тепловым насосом. Однако часто размеры водоема не позволяют применить этот метод для извлечения тепла. В отдельных случаях необходимо проконсультироваться в службе Госводонадзора.
В заключение еще раз отметим основные преимущества использования теплового насоса по сравнению с традиционными методами обогрева помещений:
- исключительная долговечность, срок эксплуатации до 25 лет;
- отсутствие необходимости закупки, транспортировки и хранения, какого- либо топлива;
- срок окупаемости не превышает 6-7 лет;
- устойчивая работа на протяжении всего срока эксплуатации;
- колебания температуры и влажности в помещениях минимальны;
- абсолютно взрыво- и пожаробезопасна;
- не нуждается в специальном обслуживании;
- работает в автоматическом режиме;
- возможно подключение к интернету и диагностики на расстоянии;
- занимает минимум пространства;
- экологически чиста, не выделяет CO2 и NO и других выбросов;
- отсутствуют аллергено-опасные выбросы в помещение и др.
Сравнительные характеристики по эксплуатации теплового насоса с другими отопительными приборами на примере коттеджа площадью 180 м2 приведены в таблице.
Реальный срок службы системы отопления на тепловом насосе составляет порядка 30 лет. Срок службы сети трубопроводов, нагревателей и других элементов теплоснабжения зависит от выбранных материалов и конструкций.
Источник: STROYMAT.RU (http://www.stroymat.ru/)
Опубликовано 20.12.2008
  | © 2025 Новосёл |  Написать письмо |
