Тепловой насос типа вода-вода: схема, монтаж, цена

Использование теплового насоса вода-вода — не самый дешёвый вариант оборудования альтернативной системы отопления частного дома. Эффективное извлечение тепла из грунтовых вод или открытых водоёмов — задача, требующая серьёзных трудовых и финансовых вложений. Но даже низкий тепловой потенциал таких источников — возобновляемых и бесплатных — с течением времени окупает все расходы.

Принцип работы теплового насоса вода-вода

Термодинамический принцип действия теплового насоса аналогичен тем процессам, что лежат в основе работы холодильника или кондиционера. Это поглощение тепла особым веществом — хладагентом — с последующим переходом его в газообразное состояние и способность выделять тепловую энергию при конденсации в жидкость в условиях повышенного давления.

Рабочим веществом служат химические соединения на основе углерода, водорода, фтора или хлора. Для них применяются два названия:

• Фреон. Введено химиками корпорации «Дженерал Моторс», впервые синтезировавшими подобное вещество в 1928 году.
• Хладон. Применяется отечественными специалистами.

Низкая температура кипения хладона позволяет использовать для осуществления процесса испарения тепло от самых низкопотенциальных источников окружающей среды. Тепловой насос вода-вода относится к геотермальному типу. В нём для нагрева воды в системе отопления используется тепло, содержащиеся в глубинных слоях почвы или водоёмов, расположенных ниже уровня промерзания. Даже в зимний период температура на такой глубине не опускается ниже +4 ⁰ C. Её достаточно для запуска технологического процесса теплового насоса. Теплоноситель отопительной системы нагревается до +60 ⁰ C, поэтому КПД такого устройства намного выше 100%.

Элементы теплового насоса

Обычно тепловой насос типа вода-вода состоит из следующих компонентов:

• Наружный циклический контур.
• Испаритель.
• Конденсатор.
• Компрессор.
• Внутренний контур — трубопровод системы отопления.

В насосе, использующем подземное тепло, наружный контур представляет собой трубу с циркулирующей в ней грунтовой водой. Она может поступать из одной скважины и после прохода по всему контуру сбрасываться в другую. В другом варианте — замкнутый трубопровод, заглублённый ниже уровня промерзания и имеющий змеевидную форму. Для отбора тепла из водоёма в трубах применяют особый рассол, повышающий эффективность системы.

Вода проходит через испаритель, где её тепло способствует превращению жидкого хладагента в газ, который далее поступает в компрессор. Газообразный хладон подвергается сжатию, которое по всем законам гидродинамики сопровождается выделением тепла. Оно передаётся теплоносителю системы отопления в конденсаторе. Он представляет собой змеевик, циркулируя по которому хладагент осаждается в жидкость и по выходе возвращается в испаритель.

Для внутреннего контура водяного теплового насоса обычно не используют привычную систему с радиаторами, требующую более высокой температуры нагрева. Более эффективный обогрев помещений происходит через излучатели большой площади — панели или систему из труб небольшого диаметра, вмонтированную в полы и стены.

Достоинства и недостатки

Основные факторы, препятствующие широкому применению геотермальных тепловых насосов, к которым относятся устройства типа вода-вода — высокая цена готовых комплектов заводского изготовления и большие затраты при монтаже накопительного водяного контура. Дальнейшая эксплуатация такой системы также не является совсем бесплатной: нужна электроэнергия для нагнетания воды и работы компрессора.

К плюсам относятся:

• Возможность оборудования системы обогрева и приготовления горячей воды при отсутствии газоснабжения, которое считается самым экономичным источником тепловой энергии.
• Кондиционирование помещений в жару. Некоторые модели имеют режимы охлаждения воздуха летом.
• Высокая энергоэффективность. Лучшие образцы тепловых насосов вода-вода способны на 1 кВт затраченной энергии выдавать 7–8 кВт тепла.
• Надёжность и долговечность. Правильно выполненный монтаж системы позволяет её работать без поломок до 30 лет. Такой долгий срок делает любые финансовые вложения выгодными.
• Полная экологическая безопасность. Сам принцип действия и применяемые материалы делают функционирование водяного насоса полностью безвредным для окружающей среды и человека.
• Взрыво- и пожаробезопасность. Отсутствие процессов горения и опасного повышения давления исключают любые бытовые катастрофы.
• Компактность. Накопительный контур скрыт в почве, не нужно место для складирования топлива.
• Отсутствие вибраций и шума при работе обеспечивают комфорт для обитателей жилища при использовании теплового насоса.

Стоимость у ведущих производителей

Тепловые насосы давно применяются в Европе и Америке, изготовителями накоплен большой опыт по проектированию и производству такого оборудования. Цена зависит от мощности насосов, от степени насыщенности системы приборами контроля и управления.

Стоимость установки теплового насоса зависит от площади дома, выбора источника тепла. Для дома площадью 100–150 м2 минимальная цена таких работ – 400000 рублей, для здания в 230–300 м2 – 600000 рублей.