Что такое тепловой насос и как он работает?

Тепловой насос это электрическое устройство, которое температуру окружающей среды (земли, воды, воздуха) преобразует в высокую температуру, используемую для отопления и производства горячей воды. Тепловой насос не является новым открытием. Эта технология используется десятилетиями не только в Швеции, но и во всем мире. Чаще всего в хозяйстве встречаются родственные машины - холодильники и кондиционеры.

Тепло забирается из земли через пластиковый трубопровод. В трубах циркулирует незамерзающая жидкость, которая передаёт собранное тепло в испаритель теплового насоса. В испарителе незамерзающая жидкость отдаёт свою энергию фреону, который нагревается и преобразуется в пар, сжимается в компрессоре. Из-за резкого увеличения давления в компрессоре температура паров фреона резко поднимется. Далее горячие пары попадают в конденсатор, где передают тепло в тепловую систему. Остывшая незамерзающая жидкость по трубам возвращается в грунт, где снова собирает тепло. Энергия используется только для переноса тепла, поэтому этот способ обогрева является одним из самых дешевых.

Получатель тепла внутри здания: радиаторное/напольное отопление,

нагрев бытовой воды, бассейна и т.п.

Источник тепла снаружи здания: земля, воздух, водоем

Все ли могут установить геотермальное отопление?

Это зависит от обстоятельств и особенностей земли. Если под вашим участком до тридцати метров вглубь нет каменного массива, то можно начать бурить скважины под зонды. Нет проблемы, но если ваш участок земли достаточно большой, тогда можно установить горизонтальный коллектор. Подобное решение отличается высокой эффективностью и сравнительно низкими инвестиционными затратами. Если ваш дом расположен рядом с озером, речкой или другим водным источником, и у вас есть разрешение на использование его в качестве источника тепла, то это так же является хорошей альтернативой. 

На какую глубину устанавливается горизонтальный коллектор?

Рекомендуется закапывать коллектор на глубину около 1...1,2 метра, немного глубже зоны замерзания для Вашей местности. Входящие и исходящие трубы коллектора должны быть расположены на расстоянии друг от друга, или изолированы. 

Может ли закончится тепло в скважинах/горизонтальном коллекторе?

Тепловая энергия, получаемая из грунта, появляется благодаря солнечным лучам. Пока светит солнце, ваша земля принимает это тепло. Этот процесс непрерывен. Если коллектор правильно рассчитан и качественно установлен - тепла земли хватит на отопительный сезон, а летом тепло восстановится полностью. Земля действует как гигантский аккумулятор, передающий тепло в земельный коллектор или скважину. 

Наша семья состоит из 4 человек. Достаточно ли будет для нас встроенного в тепловой насос водонагревателя на 180 л.?

Это зависит от потребности Вашей семьи в воде. Обычно бойлера 180 л горячей воды для семьи вполне достаточно. Но если Вы часто пользуетесь, например, джакузи, которую надо быстро наполнить большим количеством горячей воды, Вам следует подумать об установке дополнительного источника воды. Это может быть дополнительный накопительный бойлер, или электрический водонагреватель (напр. NIBE COMPACT)? Также возможно целесообразно заменить "тепловой насос с встроенным бойлером серии 12хх" на "тепловой насос без встроенного бойлера серии 11хх" и добавить к последнему отдельный аккумуляционный водонагреватель нужного Вам объема.  

У меня есть бассейн, котел на твердом топливе и солнечный коллектор. Могу ли я все это использовать вместе с насосами NIBE?

Тепловые насосы NIBE, и другие товары NIBE, изготовлены для того, чтобы их можно было соединять и комбинировать с различными устройствами.  В каждом отдельном случае NIBE рекомендует индивидуальное решение, которое Вы сможете найти в «инструкции по установке». Для дополнительной консультации просим обращаться в наше представительство в России, где Вы сможете получить подробную информацию.  

Как следует изолировать коллектор?

Коллектор должен быть изолирован, по крайней мере, на расстоянии ближе 2 метров от дома. Это делается для того, чтобы избежать влияния на фундамент и образования льда, который провоцирует появление трещин и разломов.

Зачем в тепловых насосах устанавливать электрический ТЕН? Разве не было бы полезней установить более мощный тепловой насос и использовать более дешевую электроэнергию?

Тепловой насос для жилища подбирается так, чтобы  оптимально функционировать в течении всего года. Желая получить лучший экономичный результат - тепловые насосы используют электрические ТЕНы только в самые холодные дни года, или когда необходимо быстро прогреть дом или горячую воду. А в течение большей части оставшегося времени года работают, потребляя меньше энергии, экономичные компрессора, обеспечивая небольшое энергопотребление и хорошие параметры эксплуатации, нежели более мощные теплонасосы. В результате – вы экономите средства при покупке теплового насоса и грунтового контура, и получаете хорошие параметры эксплуатации. 

Также, при значительном ухудшении качества электроэнергии, или пропадании одной из трех фаз, тепловой насос не сможет работать в нормальном режиме. Электрические ТЕНы будут подогревать систему до тех пор, пока нормальное электроснабжение не восстановится.

Какое количество стартов компрессора в день/год считается нормальным?

Этот показатель не является постоянным и зависит от того, сколько часов в год работает компрессор. Нормальное количество часов в год составляет 3000-4500. Чем меньше рабочих часов, тем чаще стартует компрессор и наоборот. Нормальное число стартов может колебаться от 4000-16000 в год. Большее количество стартов так же возможно, при наличии дополнительных условий и обстоятельств.

Если поверхностные грунтовые воды легко доступны и объема жидкости достаточно, их можно использовать как источник тепла, т.к. температура в любое время года находится в пределах от 7- 12° C.  Такую систему иногда называют "вода/вода".

Расстояние между двумя точками забора воды и возврата, должно быть не менее 10 метров. Кроме того, желая избежать „короткого замыкания потока", следует обратить внимание на направление потока. Продукция NIBE отвечает всем необходимым требованиям и имеет сертификат ISO 14001.

Нижний почвенный слой, или так называемый «верхний геотермальный слой» - грунт глубиной до 200 метров - является источником тепла, который можно использовать в любое время года и температура которого является практически постоянной. При помощи  такого источника можно отапливать помещения различных размеров и назначений. В зависимости от страны, такую скважину называют – "вертикальный коллектор", "вертикальная абсорбция", "земельный надрез", или "зонды". Для такой скважины не нужно много места – она может быть установлена  на небольшом участке земли.

Как и в случае земельного коллектора в закрытом трубопроводе циркулирует вода и  смесь гликоля. В зависимости от размера теплового насоса, специалисты  выбирают глубину и количество скважин, в которые опускаются пластиковые трубы „U" формы, обеспечивающие достаточную передачу тепла.

Летом солнечная энергия накапливается в грунте. Тепло дождя и воздуха впитывают верхние слои почвы. Эту энергию можно целесообразно использовать в целях отопления. Чем водонасыщенее грунт, тем выше теплоотдача. Тепло передается из земли через подземные пластиковые трубы. По трубопроводу циркулирует безвредная для окружающей среды незамерзающая жидкость. Место над коллектором нежелательно застраивать, асфальтировать или бетонировать.

Для установки земляного коллектора не требуется разрешения. Коллектор опускают примерно на 20 см. ниже уровня промерзания.

 В основе принципа действия теплового насоса лежит обратный цикл Карно. «Сердцем» теплового насоса является компрессор.

Принцип действия геотермального теплового насоса:

• Наружный геотермальный коллектор, который заполнен жидкостью (пропиленгликоль, этиленгликоль, смесь воды и спирта или вода), транспортирует низкопотенциальное тепло из земли с помощью циркуляционного насоса.

• Эта тепловая энергия передается хладагенту с очень низкой температурой закипания, который при кипении превращается в пар.

• Работающий компрессор сжимает этот пар, что соответственно приводит к повышению его температуры до 100-140 градусов Цельсия.

• В конденсаторе хладагент охлаждается и конденсируется.

• Через дроссельный клапан хладагент попадает обратно в компрессор, и цикл повторяется вновь…

   

 Простым языком принцип действия геотермального теплового насоса основан на сборе никопотенциального тепла из грунта, земли или воды, и передаче в тепловой насос где это тепло "концентрируется" в температуру до 65 градусов и подается в систему отопления здания. Для съема тепла используется незамерзающая жидкость протекающая по пнд- трубе, которая расположена в земле или водоеме. Из подающего коллектора тепловой насос, отбирает тепло и охлаждает жидкость приблизительно на 4-5 °С. Охлажденная жидкость возвращается в наружный контур, восстанавливает свою температуру, и снова поступает к тепловому насосу. Отобранное тепловым насосом тепло передается системе отопления и/или на подогрев горячей воды.