Отраслевой аналитический журнал
ENG
РУС
Подписаться Реклама Партнеры О журнале
Российско-немецкая компания Eurocylinder Systems RUS
ООО Гермес-газ - поставки технических газов и газовых баллонов
Главная / Технологии

Тепловой насос

06 марта 2014

Календарная весна в России, как правило, наступает гораздо раньше, чем климатическая. На большей части территории страны в марте довольно холодно. А бывает и очень холодно! Именно поэтому в нынешнем номере «ГАЗTechnology» мы продолжаем (точнее завершаем) цикл материалов, посвященных отоплению индивидуальных домов и коттеджей. Сегодняшняя статья посвящена системе, известной как «тепловой насос».

Концепция подобного устройства была разработана еще в середине 19 века. Однако практическое воплощение она получила лишь столетие спустя. Именно тогда конструктор Роберт Вебер, экспериментировавший с холодильной камерой и случайно дотронувшийся до выходящей из нее горячей трубы, осознал: это тепло можно использовать для обогрева дома.

Вебер совершил и следующий шаг. Зная, что температура почвы не сильно меняется даже со сменой времен года, он проложил в земле трубы. Циркулировавший по ним фреон буквально собирал тепло земли, которое отдавал в дом. И это позволило Веберу отказаться от угольной печи.

Приведенное выше описание само по себе дает неплохое представление о том, что собой представляет тепловой насос. Это устройство, позволяющее осуществить перенос тепловой энергии от источника с низкой температурой к теплоносителю с более высокой температурой.

В качестве источника тепла здесь могут выступать, например, почва, водоем или даже теплый воздух, выходящий из вентиляции предприятия. Главное, чтобы температура теплоносителя была положительной. Даже зимой вода на дне водоема, как правило, не замерзает. Да и почва тоже не промерзает насквозь.

Сама схема работает следующим образом. Теплоноситель (в его роли выступает 30-процентный раствор этиленгликоля либо этилового спирта), проходя по внешнему контуру (полиэтиленовому трубопроводу), уложенному в землю или водоем, нагревается на несколько градусов.

Внутри теплового насоса он проходит через теплообменник (испаритель), отдавая собранное тепло внутреннему контуру теплового насоса. Тот, в свою очередь, заполнен хладагентом. Последний же, после цепочки превращений, отдает тепло системе отопления. И далее цикл повторяется.

Основные отличия в устройстве конкретных тепловых насосов связаны с тем, какая именно среда избрана в качестве источника тепла. Наиболее эффективным многие специалисты считают водоем. В этом случае контур попросту укладывается на дно. А относительно высокая температура и теплоемкость воды позволяют сделать этот контур максимально коротким и обеспечивают достаточно высокую эффективность работы всей системы. В итоге для получения 10 кВт на отопление достаточно уложить на дно приблизительно 300 погонных метров трубопровода.

Другой источник тепла - земные недра. Постоянная температура там поддерживается практически круглогодично. Недостаток этого метода - необходимость бурения скважины. Ее глубина для установки составит порядка 150-200 метров для получения все тех же 10 кВт. Бурильные работы займут всего один день. Впрочем, можно пробурить и несколько скважин «помельче». Главное - правильно рассчитать глубину.

В качестве источника тепла можно использовать не только недра, но и поверхностный грунт. Тем более что за лето он накапливает немало тепла. Но очень желательно, чтобы почва была влажной.

В этом случае участок, необходимый для отопления той же мощности, составит порядка 400 квадратных метров (условно говоря, квадрат размером 20 на 20). И длина контура будет 400 метров.

Преимущества тепловых насосов очевидны. Ведь речь идет об извлечении из земли практически бесплатного тепла. Правда, для работы устройства тоже требуется энергия. Однако, по оценкам специалистов, потратив 1 кВт электроэнергии в приводе насоса, можно получить в среднем около 4 кВт тепловой энергии.

Именно поэтому после «нефтяного шока» 70-х годов, вызвавшего стремительное подорожание топлива, применение тепловых насосов стало очень популярным в странах, всерьез относящихся к энергосбережению. Так, в Швеции подобными устройствами обогревается около 0,5 миллионов домов. В гораздо более населенной Японии-3,5 миллиона. А в США тепловыми насосами оборудованы свыше 30 процентов жилых домов и административных зданий.

У таких устройств есть и другие преимущества. Это компактность, низкий уровень шума и относительная безопасность, поскольку нет необходимости использовать горючее топливо. Однако установка соответствующего оборудования и прочие работы стоят немалых денег. По оценкам одного из поставщиков, для дома площадью в 100 квадратных метров необходимо «раскошелиться» на 5 тысяч евро, это примерно 240 тысяч рублей. Однако в реальности сумма, в зависимости от конкретных обстоятельств, может различаться в разы. В конечном счете, расходы на 1 кВт тепловой мощности могут составить от 10 до 40 тысяч рублей.

В США тепловыми насосами оборудованы свыше 30 процентов жилых домов и административных зданий.

Кроме того, окупаемость устройства сильно зависит от того, какие альтернативные способы отопления доступны в данном домовладении. Например, есть ли возможность подключения к магистральному газопроводу и какой окажется цена самого газа.

Независимая «Википедия» приводит различные точки зрения на возможности окупаемости подобной системы в России. Согласно одной из них, для этого достаточно от 4 до 9 лет (последнее, по отечественным меркам, тоже не мало). Согласно другой: «Массового использования тепло-насосов в частном секторе можно ожидать, если стоимость теплонасосного оборудования будет сопоставима с затратами на установку газового отопления и подключения к газовой сети».


Анонсы мероприятий
Анонсы
мероприятий
Подписка на обновления
Будте в курсе всех событий в отрасли подпишитесь на рассылку
Самое читаемое
за неделю
за месяц
за все время
08 апреля 2014Технологии
03 августа 2017Экспертиза
04 декабря 2013Полезно знать
Cкачать электронную версию
октябрь 2017 (, 4 Кб)
  • Вице-президент некоммерческое партнёрство «Национальный платёжный совет»
    20 статей
  • Начальник отдела технологий дистанционного обучения, кандидат военных наук, доцент (ООО "Газинформсервис")
    2 статьи
  • 1 статья
  • Коллектив авторов
    73 статьи
  • Начальник отдела сопровождения информационной безопасности — удостоверяющего центра управления информационной безопасности Департамента безопасности (ОАО «Россельхозбанк»)
    1 статья
  • Президент Московской областной общественной организации инвалидов и семей с детьми-инвалидами «Мир для всех»
    1 статья
  • Редакция
    32 статьи
Рубрики
Будте в курсе всех событий в отрасли подпишитесь на рассылку
Москва, Хорошевское шоссе, д. 25
Тел./факс: +7 (800) 775-84-16
Эл.почта: info@gas-technology.ru