Тепловые насосы для отопления: принцип работы и особенности применения в домашних условиях

Сегодня каждый старается сделать свой дом максимально энергоэффективным. Это позволяет жить в комфортных помещениях с горячей водой, и при этом не получать шокирующие счета за коммунальные услуги. В этой статье мы рассмотрим принцип действия теплового насоса, и объясним, почему отопление тепловым насосом в доме безумно популярно по всему миру.

Как работает тепловой насос для отопления дома?

Принцип работы агрегата сродни холодильнику, который черпает тепло из холодильной камеры, даже при крайне низкой температуре, и сбрасывает его во внешнюю среду. 

В режиме обогрева установка теплонасоса черпает тепло из окружающей среды и тратит его на обогрев помещений и воды в доме. Агрегат, затрачивая 1кВт электроэнергии, может выделять до 5кВт на обогрев здания. Разница получена из природного источника.

Как устроен тепловой насос для отопления?

Принцип работы разных установок не сильно меняется в зависимости от источника тепла. Так или иначе, агрегат имеет 2 контура: внешний и внутренний:

• Внешний контур заполнен циркулирующим "рассолом" — он помогает получить энергию из внешнего источника;
• Внутренний контур заполнен хладагентом: благодаря его свойствам температура поднимается до 40-90 градусов, в зависимости от типа и настроек системы.

Далее тепло распределяется обогрев воды, воздуха, отопления; вся система работает непрерывно и циклично, и при этом управляется современной автоматикой.

Особенности разных типов теплонасосов

Когда выбираете тепловой насос для отопления дома, принцип работы можно определить по маркировке типа «воздух-вода» или «воздух-воздух». Здесь все просто: первое слово говорит нам об источнике тепла, а второе — о теплоносителе в доме.

• Тип "источник-воздух" отличается тем, что такие системы отвечают только за подачу теплого воздуха в комнаты (или их кондиционирование) через внутренний блок или, например, вентиляцию;
• Теплонасосы «источник-вода» подразумевают нагрев воды для её подачи в радиаторы отопления и водоснабжение.

По источнику тепла установки делятся на:

1. Геотермальные

В этом случае агрегат черпает энергию земли — на глубине нескольких метров её температура остается стабильной, несмотря на погодные условия. В большинстве случаев, монтаж внутреннего контура подразумевает бурение скважин или его горизонтальную прокладку (под широким пластом земли). Отметим, что во втором случае участок становится пригодным для выращивания газона и однолетних декоративных растений. 

2. Тепловые насосы "вода-теплоноситель"

Если источником тепла в системе выступает вода, внешний контур установки опускается в любой «резервуар» (естественный или искусственный), температура которого зимой остается положительной. Есть множество удачных кейсов, где дом обогревается за счет энергии на дне скважины или колодца, водоема, сточных вод и даже отходов. Подбирая тепловой насос вы всегда должны найти (или создать) самый эффективный источник тепла.

3. Тип "воздух-теплоноситель"

Также можно выбрать воздушный тепловой насос для отопления дома; принцип работы агрегата позволяет устанавливать его там, где нет доступа к иным природным источникам. 

Эти системы подразумевают наиболее простой монтаж, однако для широт с сильными морозами такие установки могут стать малоэффективными. Например, при морозе дом с геотермальным теплонасосом на 1 кВт затраченного электричества сможет стабильно получать 4-5 кВт тепла из земли, а воздушный ТН будет терять эффективность с падением температуры на улице. 

Внутренний блок теплонасоса "воздух-воздух". Источник - https://alterair.ua/ru/otoplenie/ekonomnoe-dlya-doma/

Преимущества теплонасосов

1. В классических системах отопления КПД 98% считается чем-то невероятным, но тепловые насосы — это 300-500%. Как это работает? Тепловой насос, как мы упоминали выше, черпает свободную энергию природных источников. 
2. Дом на тепловом насосе нуждается только в электроэнергии. Вы становитесь автономны от взрывоопасного газа и централизованного горячего водоснабжения. Установка генератора и солнечных панелей сделает дом полностью автономным.
3. Теплонасосы одновременно справляются с отоплением, кондиционированием и подогревом горячей воды, что делает их наиболее универсальными климатическими системами.

Как тепловой насос работает эффективнее?

Чтобы агрегат приносил максимум экономии, постарайтесь:

• Сделать здание энергоэффективным: утеплить перекрытия, установить герметичные окна;
• Перейти на вентиляцию с рекуперацией тепла;
• Правильно настроить суточные режимы вентиляции, отопления и самого теплонасоса.