Тепловий насос повітря-земля: принцип роботи, встановлення і експлуатація

В умовах підвищення цін на комунальні послуги особливо актуально стоїть питання поновлюваних джерел енергії. Теплові насоси земля-повітря, здатні викачувати енергію з навколишнього середовища, можуть значно заощадити кошти власника будинку. Подібні апарати володіють не тільки високою економічною ефективністю, але і не викидають забруднюючих речовин в атмосферу.

3cd4a18ac558818ac91613d922d52adf Тепловий насос повітря земля: принцип роботи, встановлення і експлуатація

Тепло землі може обігріти цілий будинок

 

Принципи роботи

Залежно від спрямованості пристрою тепловий насос може використовувати енергію води, землі або повітря. Влітку можливий зворотний процес – скидання тепла в навколишнє середовище. За допомогою одного апарату можна вирішити всі кліматичні функції в приміщенні. У північних європейських країнах більше половини будинків обігріваються таким способом.

Геотермальні насоси отримують тепло з землі, а також зовнішньої вентиляції. Компресорний цикл такого обладнання включає в себе декілька компонентів системи:

  • Конденсатор;
  • Випарник;
  • Компресор;
  • Розширювальний клапан.
  • Принцип роботи пристрою полягає в передачі енергії з землі у випарник. Тепловий контур перетворює температури, далі відбувається теплообмін між конденсатором і повітрям всередині кімнати. На кінцевому етапі вентилятори оптимізують температуру. У більшості випадків такий тип насоса використовують в приміщеннях, що вимагають періодичного нагрівання, тому найбільш продуктивним буде установка пристрою на дачах і заміських котеджах.

    937039c4ec524d410a6e0ea805c1fe87 Тепловий насос повітря земля: принцип роботи, встановлення і експлуатація

    Принцип роботи насоса геотермального

    Особливості установки обладнання

    Щоб уникнути передчасних поломок техніки і підвищити її продуктивність, слід приділити особливу увагу облаштуванню теплового насоса.

    Ґрунтовий теплообмінник може бути виконаний у вигляді горизонтальної конструкції або перебувати у викопаній щілині. Фахівець повинен оцінити технічні особливості об’єкта та прилеглої території і на основі отриманих даних зробити вибір на користь того або іншого рішення.

    Повітродувки необхідно розташовувати таким чином, щоб вони забезпечували максимально ефективний теплообмін. При монтажі системи вентилювання повинні використовуватися фільтруючі елементи.

    d470e715c9e6708a86dc7ee71744f550 Тепловий насос повітря земля: принцип роботи, встановлення і експлуатація

    Монтаж геотермального контуру в землю

    Основні переваги

    Висока ефективність теплових насосів і перспектива виснаження паливних ресурсів говорить про те, що саме за цим типом обладнання коштує майбутнє. Незважаючи на високу вартість, насос виправдовує витрати відсутністю необхідності купувати паливо. До головних переваг використання теплових насосів відносяться:

  • Низькі витрати на експлуатацію. Раз на рік слід проводити недорогий поточний ремонт і перевіряти працездатність системи. Обладнання не потребує капітального ремонту протягом тривалого терміну.
  • Ефективність вище, ніж використання електроенергії з мережі;
  • Відсутність шкідливого впливу на навколишнє середовище. Системи є достатньо безпечною і має пожежобезпечними властивостями;
  • Високий рівень надійності дозволяє використовувати тепловий насос до 25 років без проведення серйозних ремонтних робіт;
  • Автономність. Система може працювати від декількох джерел живлення: сонячні батареї, електрика або дизель-генератор.
  • Надземна частина насоса не займає багато місця, її розміри дають можливість розташувати пристрій навіть на кухні.
  • У літній період систему можна використовувати в якості кондиціонера. Завдяки цьому можна заощадити на покупці спліт-системи.
  • Незважаючи на значні переваги порівняно з традиційними методами опалення дому, теплові насоси мають свої недоліки. В першу чергу, це висока вартість обладнання та проведення розрахунків. Установка займає тривалий час і вимагає залучення високопрофесійних фахівців. Буріння свердловини і укладання колекторів значно збільшують витрати на проект.

    dcefde2f8e17b11f2a4faf17ceaf44a7 Тепловий насос повітря земля: принцип роботи, встановлення і експлуатація

    Горизонтальна і вертикальна установка контурів

     

    Монтаж і пуско-налагоджувальні роботи можуть виконувати бурові або електромонтажні фірми, а також виробник опалювального обладнання.

    Обмеження застосування пристрою

    При деяких умовах ефективності теплового насоса знижується. Працездатність обладнання може зменшитися при досягненні критичної різниці температур в приміщенні і на вулиці. У цьому випадку кращим рішенням буде створення системи викачування тепла з землі.

    Труби необхідно прокладати нижче точки промерзання грунту. За ним повинен циркулювати теплоносій. Якщо монтажу даної конструкції заважає високий рівень ґрунтових вод, їх можна прокачувати через теплонасосное обладнання. У силу конструктивних особливостей теплові насоси неможливо використовувати в окремо взятих квартирах.

    Перспективи розвитку

    В залежності від вартості насоса і монтажу термін окупності обладнання становить від 4 до 9 років. Дана концепція діє при умові, що кошти не є позиковими. Найближчим часом не очікується масового переходу на теплові насоси. В даний час вартість теплонасосного обладнання не є рівноцінною з встановленням газового котла і підключенням до системи.

    Перспективним вважається комбінування геотермального джерела і теплового насоса. Використання такого обладнання в існуючих централізованих системах теплоснабжениях дозволить знизити знос труб за рахунок меншої коррозийности. Споживач буде отримувати холодну воду, яка буде перетворена тепловим насосом для опалення будинку.

     

    Поновлювані джерела енергії володіють величезним потенціалом, який ще не повністю реалізований. Дороге обладнання стримує масове виробництво і впровадження в життя суспільства інноваційних пристроїв, і коли вартість буде знижена, використання теплових насосів отримає широке поширення.

    Оцініть статтю
    Довідник корисних порад