Теплові насоси стають все популярнішими, адже їх коефіцієнт корисної дії збільшується, а вартість знижується. При цьому технологія все ще залишається новою, і якщо європейським виробникам можна просто довіряти, то наших монтажників незайве і перевіряти. Світовий досвід використання теплових насосів (ТН) говорить про те, що вони - реальна екологічна альтернатива звичайним котлам. Каже досвід і про те, що неправильні розрахунок і підхід до монтажу можуть просто згубити всю операцію - система працюватиме неправильно і недовго. Основний критерій для класифікації ТН - комбінація джерела і кінцевого споживача тепла в системі. Залежно від цього ТН бувають наступних видів: «вода-вода», «вода-повітря», «грунт-вода», «грунт-повітря", "повітря-вода» і «повітря-повітря». Тобто ТН беруть тепло з води, грунту, повітря і передають його опалювальній системі з водним або повітряним теплоносієм.
ВОДА. Насоси можуть брати тепло з прилеглого озера або з грунтових вод. У першому випадку трубопровід для отримання тепла оснащують грузиками і укладають на дно (головне, щоб вода повністю не промерзала). Один метр трубопроводу забезпечує близько 30 Вт теплової потужності, тобто для отримання ю кВт потрібно укласти близько 300 м труб. Якщо водойми немає, можна викопати пару колодязів для видобутку грунтової води. З одного занурювальним насосом свіжа вода буде викачуватися і подаватися в теплообмінник ТН, в іншій колодязь буде зливатися відпрацьована. Завдяки постійній температурі в 8-10 грунтові води забезпечують найкращу тепловіддачу. Але такій системі потрібні фільтри і насос, які вимагають чищення та обслуговування.
ЗЕМЛЯ. Значно більшого поширення набули геотермальні ТН, що використовують енергію грунту. При цьому застосовують два варіанти теплообмінника (або зовнішнього контуру пристрою). У першому випадку це колектор, тобто змійовик з поліетиленових труб, укладених під землею на глибині близько 1-1,5 м. Теплова потужність 1 м труби становить близько 15-20 Вт Враховуючи мінімальну відстань між трубопроводами (0,8 м), для забезпечення будинку 10 кВт теплової потужності потрібно прокласти 350-450 м труб, що займають площу приблизно в 400 м. У другому випадку ті ж труби опускають в глибоку свердловину у вигляді зонда. Чим більше діаметр труб, тим краще здійснюється відбір тепла, проте одночасно з цим збільшується і вартість системи. У середньому 1 м труби в свердловині забезпечує 20-25 Вт теплової потужності. Відповідно, щоб отримати 10 кВт, потрібна одна свердловина на 150 м або три по 50 м. Статистика продажів свідчить про популярність саме другого варіанту, і це цілком зрозуміло: для колектора потрібна наявність вільної ділянки, площа якого повинна бути не менше опалювальної, причому всю цю територію не можна ні забудовувати, ні засаджувати деревами. Та й стабільність температури грунту в цьому випадку залишає бажати кращого - навіть нижче температури промерзання коливання в зимовий період цілком можливі.
ПОВІТРЯ. Тепловий насос, що використовує енергію повітря (або аеротермальний), нагадує кондиціонер. Тут також є два блоки, причому зовнішній можна розташувати не тільки на стіні або даху будинку, але і на віддалі на ділянці. Виробники допускають протяжність теплотрас між блоками до 50 м. Внутрішній блок встановлюють в котельній або іншому господарському приміщенні, хоча оскільки він видає мінімальний рівень шуму, його можна поставити навіть поруч зі спальнею. Повітряні ТН виграють у геотермальних в питанні вартості, причому дешевше обходиться не тільки обладнання, але і його установка, так як немає потреби в дорогих земляних роботах і багатометрових трубах грунтових теплообмінників. Більш того, встановлювати такий ТН можуть не тільки спеціалізовані фірми, а й контори, що займаються монтажем кондиціонерів. Раніше повітряний ТН ефективно працював лише при температурі навколишнього повітря не нижче -3 - 8 ° С. Тепер теплопродуктивність сучасних моделей знижується тільки при зовнішній температурі -15 ° С, а й до -25 ° С залишається достатньою для забезпечення обігріву.
Кому довірити монтаж?
Оскільки система досить складна і багатокомпонентна, для забезпечення будинку опаленням і гарячою водою потрібно задіяти одразу кілька різнопланових спеціалістів:
1. Теплотехніки розраховують втрати будівлі та її потребу в теплі, комплексно опрацьовують всю систему опалення, складають проект, контролюють монтаж ТН від трубопроводів збору тепла до установки внутрішнього блоку і батарей.
2. Бурильники вивчають особливості місцевих грунтів, готують проект свердловини і облаштовують її: бурят, укладають трубопровід, заповнюють бурове отвір. Вони ж займаються прокладкою додаткових підземних комунікацій. Для горизонтальних трубопроводів використовують екскаватори. Щоб укласти трубопровід у водойму, залучають і водолазів.
3. Електрики відповідають за проводку, заземлення, акумуляторні батареї, пристрої захисного відключення та іншу автоматику.
4. Сантехніки розводять по дому трубопроводи, монтують радіатори і тепла підлога, підключають гідроакумулятор, бойлер, захисну автоматику, фільтри.
Оптимальним варіантом буде співпраця з підрядником, який зможе виконати весь перелік послуг. Але шукати треба не «майстра на всі руки», а велику організацію, яка має відділи різного профілю. Звичайно ж, основним профілем такої фірми повинні бути ТН. В обов'язковому порядку слід перевірити у підрядника документацію, що підтверджує його компетентність, - офіційні сертифікати від виробника.
Формування зовнішнього контуру
В облаштуванні зовнішнього контуру для збору тепла є кілька найбільш важливих аспектів. По черзі розберемося в кожному з них.
1. При укладанні варто звертати увагу на форму трубопроводів. В обов'язковому порядку потрібно враховувати критичну відстань між сусідніми витками. Звичайно ж, довжина труб повинна відповідати паспортним розрахунками.
2. Трубопроводи можна нарощувати за допомогою різьбових з'єднань, але краще не економити і віддати перевагу більш надійним електрозварні муфтам. У останніх куди менший ризик розгерметизації, яка може призвести до серйозних і навіть фатальним проблемам.
3. У випадку з земляними ТН важливо приділити увагу морозостійкості конструкції і стабільності теплопередачі між трубопроводом і грунтом. Ці характеристики багато в чому залежать від ущільнюючого матеріалу, який використовують для закладення вільного простору шахти. Краще, щоб цей матеріал був стійкий до температурі в -10 оскільки температура циркулюючого речовини може опускатися до -5 - 8
4. Майже весь зовнішній трубопровід розташований у зоні з температурою, яка не змінюється протягом року. Місця від виходу труби до вводу в будинок потребують окремого утеплення. З'єднання проводять спеціальними муфтами.
5. У деяких випадках різні петлі трубопроводу об'єднують в спеціальних вуличних приямках. Дана конструкція являє собою колодязь із стінками з поліетилену високого тиску і інтегровану в нього інженерну «начинку» - систему колекторів і керуючу автоматику. Завдяки такому рішенню, в будинок вводять лише дві труби - для подачі і відведення теплоносія. Крім того, даний підхід зручний на етапі монтажу і тестування роботи ТН.
Облаштування котельні
Первісне вимога до місця під ТН, та й до всіх супутнім комунікацій, - всі вони повинні бути максимально доступні для візуального огляду, обслуговування, ремонту. Крім того, існує ряд особливостей, які повинні бути враховані:
- чистота місця установки і відсутність зайвих конструкцій;
- хороша припливно-витяжна вентиляція, краще примусова;
- надійний фундамент. Можливо, існуючий потребують підсилення;
- знижена вібрація (завдяки накладкам на ніжки ТН);
- дренаж з розрахунком на можливе затоплення. Пол облаштовують під невеликим нахилом.
Прокладка електричному мережі
У більшості випадків ТН потрібно трифазний електричний привід, проте деякі моделі можуть використовувати напругу в 220 V. Робота будь ТН в тій чи іншій мірі залежить від електричної мережі. Компресор, ТЕН, насосне обладнання, автоматика ... Всі ці системи треба заземлити і захистити пристроєм захисного відключення. На потужне обладнання від електрощита виводять окремий контур. Найбільш «ніжну» автоматику підключають через фільтр і акумуляторну батарею. Перетин кабелів має строго відповідати вимогам апаратури.
Видача тепла
Тепловий насос подає теплоносій із зниженою температурою (до +65 ° С). А найбільш ефективна робота ТН при подачі тепла з температурою +45 ° С. У зв'язку з цим опалення має бути також низькотемпературним. Можна встановлювати звичні радіатори, але не секційні, а панельні, до того ж збільшеної площі і з розвиненою температурної поверхнею. Але краще всього довірити обігрів напольному водяному опаленню. Тепла підлога дає можливість раціонально використовувати потенціал ТН, оскільки необхідна температура води становить близько +35 ° С. При цьому забезпечується максимально зручний і комфортний підігрів приміщень. Повітряне опалення для ТН виконують у вигляді підлогових фанкойлов.
Сантехнічна складова
Труби фіксують до стіни за допомогою хомутів. Прогумовані прокладки використовуються для того, щоб запобігти пошкодження ізоляції при обтиску або запобігти корозію в разі з'єднання двох різних металів, наприклад, міді (трубопровід) і оцинкованої сталі (хомут). При необхідності для мінімізації вібрації використовують вібровставки, але часто ТН НЕ вібрує настільки сильно. Всі з'єднання труб з насосом повинні бути розбірними через різьбові з'єднання. Для розводки опалення по будинку зручно використовувати поліпропіленові труби, які доступні, довговічні і прості в монтажі (з'єднаються пайкою). Перед початком робіт всі труби перевіряють на наявність механічних пошкоджень, видувають бруд і сміття з них. Для з'єднання використовують спеціальні фітинги та запірну арматуру відповідного діаметру. Щоб знизити теплові втрати, труби і фітинги ізолюють. При прокладанні трубопроводів варто уникати колін з кутом 90 °. Щоб запобігти зворотний струм води, при зупинці водного насоса на виході гарячої води ставлять безповоротний клапан. Інший клапан - зливний - використовують в нижній частині системи для зливу води при консервації або обслуговуванні. Коли всі підключення проведені, можна переходити до випробування тиску. Якщо воно вище 5 кгс / см, доведеться застосовувати редуктор тиску і зменшувати дане значення до 3 кгс / см.