Каждый дом, даже самый энергоэффективный, нуждается в тепле для отопления и горячего водоснабжения (ГВС). Все чаще оказывается, что охлаждение нужно еще и для поддержания комфортных условий в летнее время года. Все это можно сделать за небольшую плату с помощью теплового насоса. Характерной чертой энергоэффективных домов является низкая потребность в тепле на 1 м2 площади. Это идеальная ситуация для помпы.
Как работает тепловой насос?
Тепловой насос, в отличие от бойлера, сам по себе не производит тепла. Это только дает возможность получить его из окружающей среды и преобразовать в полезную для нас форму. Например, он охлаждает наружный воздух с -10 ° C еще на 4 ° C и использует собранную таким образом энергию для нагрева воды в контуре центрального отопления с 30 до 35 ° C. Итак, мы охлаждаем то, что уже очень холодно, и греем что-то относительно теплое.
Это нелогично, потому что вокруг нас мы наблюдаем естественный поток тепла от более теплого к более холодному телу. Возможно движение в обратном направлении, однако это требует работы, выполняемой компрессором теплового насоса. Следовательно, для работы ему требуется электричество. Тем не менее, баланс все еще хороший, потому что насос в конечном итоге передает в дом в виде тепла в 2-4 раза больше энергии, чем потребляет из электросети. Большая часть этого была получена из окружающей среды. Тепло, передаваемое в систему отопления, представляет собой сумму потребляемой электроэнергии и тепла из окружающей среды.
Обычно мы об этом не задумываемся, но один и тот же механизм действия используется в кондиционерах и холодильниках. Только то, что мы используем охлаждающую часть системы. В холодильнике тепло отводится от продуктов, помещенных в него, и передается в окружающую среду, поэтому конденсатор, расположенный на задней стороне корпуса, иногда даже нагревается.
Тепловой насос работает, попеременно сжимая и расширяя рабочую среду, то есть газ с очень низкой температурой кипения. Когда он испаряется, он забирает тепло из окружающей среды дома (так называемый нижний источник), а при сжатии его температура повышается, и тепло уходит в систему отопления дома (так называемый верхний источник).
Как видите, сам насос — лишь середина из трех элементов, необходимых для работы системы. Его работа, количество и стоимость тепла зависят от температуры и других параметров нижнего и верхнего источников.
Тепловой насос — это только средний элемент системы с нижним и верхним источником. Сам по себе он не выделяет тепла.
Дом с воздушным тепловым насосом
Интересное вложение: для отопления был использован тепловой насос Hewalex PCCO SPLIT 13 кВт. Одноквартирный дом площадью 137 м2. Построенный из ячеистого бетона, он будет изолирован 20-сантиметровым слоем графитового полистирола. Окна и двери также энергоэффективны.
Откуда берется энергия для отопления дома?
Основная часть энергии (тепла), отдаваемой тепловым насосом, поступает из окрестностей дома. Остальное — это электроэнергия, потребляемая из сети. Элемент окружающей среды, из которого мы получаем тепло, обычно называют нижним источником. Возможно:
- грунт — горизонтальные коллекторы, вертикальные скважины, системы прямого испарения (испаритель в виде медных труб, проложенных непосредственно в земле);
- подземные или поверхностные воды — водозаборный и сливной колодец или горизонтальный коллектор, расположенный на дне пруда;
- наружный воздух;
- вытяжной вентиляционный воздух — решение, используемое в небольших насосах только для приготовления горячей воды.
В системе прямого расширения хладагент течет непосредственно по медным трубам, проложенным в земле. В результате эффективность системы (КС) увеличивается. (фото: Де Дитрих)
Помните, что размер установки на стороне рассола и, следовательно, затраты на ее реализацию, зависят от потребности нашего здания в тепле. Если он энергоэффективен, достаточно меньшего количества скважин или меньшей площади горизонтального коллектора. С другой стороны, энергоэффективность здания означает, что нам не нужно много тепла для отопления. И в такой ситуации вложение больших сумм, например, в дорогостоящее бурение, может быть экономически не оправдано.
Поэтому в последние годы все более популярными становятся устройства «воздух / вода». Они работают немного менее экономично, чем насосы для грунта / воды и воды / воды, но в домах с низким энергопотреблением это не приводит к заметному увеличению счетов. Их преимущество — простота установки, поскольку их не нужно устанавливать на нижней стороне источника.
Нам нужно подвести к насосу электричество. Здесь для всех, кто задумывается об окружающей среде, есть определенный диссонанс. Электроэнергия в нашей стране поступает в основном с угольных электростанций. А если учесть невысокую эффективность его производства и передачи, то получается, что в конечном итоге к нам попадает только 1/3 энергии, содержащейся в сгоревшем угле.
Сразу отметим, что для непосредственного питания теплового насоса их недостаточно, в любом случае потребуется подключение к электросети. Тем не менее, мы можем учитывать баланс — отдавая избыточную энергию от панелей в сеть, а затем забирая из нее без затрат в более позднее время. Таким образом, мы можем достичь стандарта так называемого чистое здание с нулевым потреблением энергии. Количество энергии, потребляемой и переданной в сеть, балансируется каждый год. Отдавать больше не имеет смысла, потому что нам за это никто не будет платить.
Другое решение — покупать электроэнергию у производителя по специальному тарифу с гарантией, что потребляемая энергия покрывается за счет возобновляемых источников. Такие предложения уже есть на рынке.
