Все посты в Кондиционирование

Альтернативные источники отопления: гелиоустановки, солнечные коллекторы, тепловые насосы. Принципы работы, характеристики, особенности.

Альтернативные источники отопления

fűtés

Альтернативные источники отопления

 Постоянное увеличение тарифов на энергоносители и неизбежное завершение природных ресурсов угля и нефти, стали изначальной причиной появления понятий, как «альтернативные способы отопления» и «энергосбережение».

В нашей стране неизбежны меры по комплексному энергосбережению и переход со временем на альтернативные источники отопления в домах. Самые передовые альтернативные варианты отопления домов — это гелиоустановки, солнечные коллекторы и тепловые насосы.

 Гелиосистемы

 Спустя время, когда английской фирмой Thermomax впервые был создан солнечный коллектор, в данной области добились более нового качественного уровня. Сегодняшние солнечные коллекторы могут собирать энергию от солнца даже при минусовой температуре и в хмурую погоду.

 Лучи солнца нагревают пластины, установленные, как правило, на крыше, и энергия через теплоноситель передается в котельную, в которой через теплообменник, встроенный в бак-аккумулятор, передает энергию водному теплоносителю. Нагретую воду можно использоваться для поддержки водоснабжения, подогрева бассейна или отопления.

 Среднее количество солнечной энергии, которая поступает на один кв. м площади, составляет более 1тыс. кВт в северных регионах страны и более 1,4тыс. кВт — в южных. Продолжительность прямого излучения солнца на протяжении года в северо-западных регионах около 1,6-1,7тыс. часов, в восточных и центральных районах — 1,9-2тыс. часов, в южных — 2,3-2,4тыс. часов.

 Таким образом вполне логично, что гелиосистемы лучше всего подходят жителям южных районов. Или же там, где есть проблемы с постоянной поставкой газа. В остальных регионах, гелиоколлекторы можно использовать как вспомогательный источник энергии.

 К примеру, летом обогревать жилище с помощью гелиоколлекторов, а зимой — благодаря тепловым насосам. Причем, необходимо понимать, что установка гелиоколлекторов при многоэтажном строительстве довольно затруднительна: сколько поместится этих установок на крыше, например, 15-ти этажного дома.

 При этом, в нашей стране затраты на монтаж этих приборов не компенсируются, тогда как европейских странах если человек устанавливает солнечный коллектор, он имеет скидку от государства или налоговые каникулы.

  Тепловые насосы

 Сегодня, тепловые насосы — самый безопасный и комфортный вид отопительных систем, который используется для обогрева частных домов. Принцип работы насоса основывается на сборе тепла из земли или воды и передаче в отопительную систему дома. Если же дом, к примеру, летом, необходимо охладить, то включается обратный процесс — тепло из дома забирается и сбрасывается в почву (водоем).

  То есть тепловой насос может в зимнее время работать на отопление дома, а в летнее на охлаждение. Устройство может нагревать воду для бытового снабжения, кондиционировать с помощью так называемых фанкойл, подогревать бассейн, подогревать дорожки и крыши от снега, охлаждать, к примеру, ледовый каток. В нашей стране, невзирая на то, что затраты при эксплуатации теплового насоса меньше, чем на отопление газом (на 15-25%), данная система встречается очень редко. Из-за высокой стоимости оборудования и установки, примерно $600 за 1кВт.

 Помимо этого, учитывайте наши «национальные особенности» — без электричества насос не будет работать, а у нас — как морозы, так сразу проблемы с электричеством. То есть, вместе с тепловыми насосами, нужно покупать еще и генератор.

Виды и применение современных теплонасосов

istochniki000006e

Виды и применение современных теплонасосов

       Тепловые насосы применяются для осушки воздуха, подогрева воды, отопления помещений. Появились они в быту не так давно, но становятся все больше и больше популярны. В отличие от приборов аналогичного назначения они имеют ряд преимуществ:
Первое из преимуществ – это экономичность. Такой насос использует потребляемую энергию во много раз эффективнее, чем какой-либо котел. Коэффициент полезного действия порядка единицы. Установка и покупка такого насоса ощутимы, но уже окупаются через 3-4 года, за счет сбережения энергии.
         Разнообразность применения. Рассеянное тепло имеется на любом участке планеты. Воздух и земля есть везде, помимо океанов, морей и рек. Данное оборудование всегда найдет себе энергию, чтобы постоянно отапливать дом, независимо от погоды, цен на другие ресурсы и так далее.
          Тепловые насосы – это экологически чистые устройства. Тепловой насос, не только, поможет Вам сэкономить, но и не принесет вреда, в виде загрязнения воздуха. Для работы данного типа насосов не нужно топливо, это значит, что они не выделяют вредные вещества, такие как углекислый, чадный газы, окиси свинца и серы, и азота. Применяемые фреоны не содержат в себе соединений азота и безопасны для озонового слоя планеты.
       Данные насосы очень универсальные. Такие насосы могут, как нагревать воздух в помещении, так и забирать его, а отводимую энергию, можно, например, растратить, чтобы подогреть бассейн.
Еще одно из главных преимуществ – это безопасность. Такие насосы пожаро- и взрывобезопасны. При их работе не требуется открытого огня, нет выделения опасных газов. Нет ничего, что может взорваться или повлиять на здоровье человека. Все детали данного приспособления не могут нагреться до температуры, обеспечивающей поджог горюче-смазочных материалов. Если разобраться, то тепловой насос даже безопаснее холодильника.
       Тепловой насос очень похож по строению на холодильник. И у того и у другого есть дроссель, испаритель, компрессор и компенсатор. Сущность работы аналогична работе холодильника, за исключением некоторых настроек. Тепловой насос может работать как холодильник, так и в обратную сторону, при этом с более широким диапазоном применения.
Принцип работы теплового насоса грунт-вода.
Если говорить кратко, то сущность работы данного типа насосов заключается в отборе тепловой энергии из земли и подача ее к месту потребления.
          Почва является одним из наиболее распространенных источников рассеянного тепла. Земля в теплое время года подогревается солнцем и все время от ядра планеты. Земля способна делиться своей энергией в независимости от состояния погодных условий, будь то дождь, мороз или жара. Это объясняется тем, что при глубине в 5-7 метров, температура остается практически постоянной, так как внешняя энергия тепла успевает растратиться до достижения данной глубины.
Нужную энергию собирает теплообменник и аккумулирует ее в носителе. Последний, при помощи насоса перемещается на испаритель, а затем возвращается обратно для получения новой порции энергии. Носителем может быть антифриз. В таких насосах используются следующие виды теплообменников – грунтовые зонд и коллектор.
         Грунтовый коллектор является длинной горизонтальной трубой, которая находится под слоем почвы. Очень прост в монтаже. К недостаткам относится большая площадь для коллектора — от 25 до 50 метров квадратных на 1 киловатт мощности. Трубу можно укладывать петлей, змейкой и другими способами. Труба должна быть не более 600 метров, в противном случае в циркуляционном насосе увеличивается расход энергии. Если нужно больше мощности, то необходимо сделать больше петель.
      Очень большой минус грунтовых коллекторов, создающий лишние заботы при строительстве, — это то, что температура вокруг труб со временем уменьшается, пропорционально мощности коллектора. Задача заключается в том, чтобы сделать теплосборник таким образом, чтобы за лето он смог накопить тепла, при этом затратить минимум денег.
Вертикальный коллектор или грунтовый зонд. Это система труб, которые опускаются вертикально в землю на 50-100 метров. Для размещения нужно очень мало поверхности земли, но проблема заключается в бурении скважин. Зонды гораздо мощнее горизонтальных коллекторов, так как глубоко под землей температура практически всегда находится в пределах 10 градусов Цельсия. 1 метр длины трубы, может поставлять от 30 до 100 ватт мощности тепла. Для более большей мощности нужно делать несколько зондов. Размещать их на расстоянии от 5-ти до 7-ми метров. По конструкции больше всего распространены следующие типы – это труба в трубе и U-образная конструкция. Для более лучшего теплообмена пространство между трубой и почвой заполняется бетоном или бетонитом.
        Большим недостатком зондов является то, что равновесие между отбором тепла и восстановлением его землей составляет около 4-х лет. Поэтому изначально необходимо собирать более мощные насосы, насколько мощные – могут определить только специалисты. Еще требуется разрешение на бурение глубоких скважин, поэтому лучше пробурить больше менее глубоких, от 25-ти до 35-ти метров, чтобы не иметь проблем с властями