Возрождение знакомой отопительной техники

Наверх

Рациональное планирование || По старинным образцам || Природа и мы || Дом на склоне || Язык современных форм || Образцы экологических домов || Зимний сад || Озеленение фасадов || Дом и техника || Энергия солнца и ветра || Защита дерева и краски || Блочные дома || Техника || Оформление || Изготовление

Возрождение знакомой отопительной техники || Символ оптимистического будущего

Драгоценная влага - бесплатный дар природы

Тепловой насос функционирует как холодильник - только наоборот. Иначе говоря, он извлекает тепло из воздуха, грунтовых вод и земли и вводит его в отопительное кругообращение дома. Поскольку начиная с 1996 года эта техника всячески поддерживается государством, мы хотим вооружить вас необходимыми знаниями и общим представлением.

Сад - вот самое подходящее место для установки подобного воздушно-водяного теплового насоса

Использование солнца в качестве экологического источника энергии стало популярно как никогда прежде. Примерно 260000 кв.м общей площади коллекторов реализовали за один только 1994 год производители солнечных установок для хозяйственно-питьевой воды, причем они рассчитывают на ежегодный 30%-ный прирост. Как ни полезны солнцеуловители для подогрева воды в душе, на роль заменителя отопления - этого величайшего пожирателя энергии во всем доме - они решительно не годятся. В конце концов доля солнечной энергии приближается к нулю именно тогда, когда возникает максимальная потребность в тепле. Правда, это вовсе не означает, что солнце как наиболее чистая отопительная энергия полностью исключается. В рамках дискуссии о загрязнении воздуха и необходимости свести к минимуму выброс всеми видами отопления вредных веществ (только углекислого газа они выдают ежегодно по 300 миллионов тонн) вместе с тепловым насосом привлекла к себе интерес отопительная система, которая была уже почти позабыта. Согласно новейшим подсчетам Инициативного кружка ''Teплoвыe насосы" в Мюнхене, тепловые насосы потребляют примерно на 60% меньше конечной энергии, чем давно признанные нефтяные и газовые. Даже если принять во внимание потери при производстве энергии, тепловые насосы опережают их примерно на 15%. Поэтому по количеству выделения CO₂ они намного предпочтительнее, чем привычные установки для жидкого топлива.

Тепловые насосы используют солнце косвенным образом

В отличие от солнечных коллекторов, тепловые насосы не превращают непосредственное солнечное излучение в полезное тепло, напротив, они черпают его там, где долгое время накапливалось солнечное тепло - в глубинных слоях земли, в грунтовых водах и в окружающем воздухе. Использование этих естественных батарей позволяет большинству теплонасосных систем даже в особенно холодные зимние ночи обходиться без поддержки отопительного котла. Примерно 60000 домовладельцев в Германии постепенно переходят на технику, которая щадит окружающую среду. И только ошибки, допущенные полтора десятилетия назад, объясняют, почему эта цифра не превышает 60000. Тогда немцы, познавшие нефтяной кризис, за один год приобрели примерно 30000 установок. Надо сказать, что тогда в охватившем всех ажиотаже не один тепловой насос перешел в другие руки, не оправдав больших надежд прежнего хозяина. Технические недостатки установок нанесли репутации насоса большой ущерб. Но как бы то ни было, неудачи и накладки спровоцировали естественный процесс очищения. Несколько тогдашних производителей уже давно сложили паруса, и остались лишь именитые, такие, например, как Сименс (Siemens), Димплекс (Dimplex) или Штибель Эльтрон (Stiebel Eltron). "Кто и сегодня разрабатывает технологию тепловых насосов, - говорит Герд Дитмар Кольруш, коммерческий директор завода климатических установок в Кульмбахе (KKW), - тот действительно серьезно к этому относится". Что касается сбыта, то инженер Михаель Бирке (Stiebel Eltron) замечает тяготение к более мелким установкам. Будучи встроен в уже существующую отопительную систему, тепловой насос берет на себя собственно производство тепла. Исправный же котел для жидкого топлива или газа поддерживает деятельность насоса в редкие, по-настоящему морозные дни.

Теплонасос вода/вода. Распределение тепла ориентировано на низкие температуры

Теплонасос воздух/вода. Всасывающие шланги

Так функционируют отопительные установки

Тепловые насосы функционируют наподобие холодильника с той только разницей, что вместо холода они производят тепло. И все, что нужно данным приборам для нормального функционирования, - это рабочая жидкость, два теплообменника и компрессор. Первый теплообменник вбирает в себя тепло окружающей среды и переносит его на хладагент как на рабочую среду, которая испаряется уже при незначительном повышении температуры. Затем компрессор сгущает газ и "накачивает" его до температуры в 75 градусов по Цельсию. Во втором теплообменнике добытое таким образом "избыточное тепло" переходит на воду в системе отопительного кругообращения. При этом газ снова сгущается в жидкость, и кругообращение после того, как рабочая жидкость подверглась разряжению в расширительном вентиле, может начаться сначала. Чем выше температура используемого природного источника тепла, тем лучше энергетический баланс. Соле/водяной теплонасос, который, к примеру, использует грунтовое тепло на глубине 1,2 метра, за год поставляет в общей сложности в три с половиной раза больше отопительного тепла, чем потребляет сам электроэнергии для работы своего компрессора. Отдельный котел ему не требуется даже в том случае, когда столбик термометра падает значительно ниже десяти градусов по Цельсию. Но если насос монтируется дополнительно, у солевых установок обнаруживается слабое место. Для того чтобы переместить тепло из сада к насосу в подвал, в грунте требуется большого формата коллектор с синтетическими шлангами, в которых циркулирует морозоустойчивая смесь вода-гликоль. Для новостроек просадка коллектора не составляет проблем, в конце концов строительный участок и без того весь перекапывают, а потом оформляют заново. А вот при монтаже в уже построенном доме необходимо по сути дела уничтожить сад, а потом разбить его заново. Поэтому специально для маленьких участков и для дополнительного строительства были разработаны земляные зонды, которые выполняют те же функции, что и коллектор, но при этом почти не требуют места. Впрочем, зонды обходятся дороже, чем коллекторный вариант.

Вторым возможным поставщиком энергии служат грунтовые воды, температура которых даже в самую суровую зиму редко падает ниже 8 градусов по Цельсию. Для использования грунтовых вод требуются два колодца. Сначала через подъемный колодец извлекают воду и подводят ее к испарителю теплового насоса. Далее охлажденная вода через приемный колодец снова уходит в землю. Чтобы выкопать на своем участке колодец, требуется разрешение службы водного хозяйства, которое, как правило, выдают без всяких проблем, если речь не идет о водоохранной зоне. С помощью пробного бурения еще перед покупкой установки следует определить предполагаемую глубину залегания и мощность водоносного слоя. Кроме того, необходимо сделать анализ воды, от результата которого зависит выбор материала для испарителя. Все эти пробы, которые могут обойтись в несколько тысяч марок, приходится оплачивать и в том случае, когда качество подпочвенных вод не позволяет использовать тепловой насос.

Теплонасос может извлекать тепло даже при температуре наружного воздуха ниже десяти градусов

Грунтовые воды подвергаются охлаждению в теплонасосе, после чего снова закачиваются в землю

Еще один принцип функционирования: введенные в землю зонды извлекают из почвы накопленное там солнечное тепло

Подходящий цвет для отопления. Благодаря сдержанной раскраске владельцы дома сделали свой тепловой насос частью садового оформления

Накопленная в земле, воде и воздухе солнечная энергия в сочетании с уже апробированной техникой превращают тепловой насос в солнечное отопление

Земля - источник тепла. При уже существующей застройке с помощью одноковшового экскаватора роют канаву, в которой прокладывают синтетическую трубу. Глубина закладки: на 20 см ниже уровня замерзания. Расстояние между трубами примерно 80 см

Тепло из воздуха тоже можно преобразовать

Использовать тепло окружающего воздуха все-таки проще. Чтобы пустить его на отопительные цели, совсем не требуются - если отвлечься от обязательного для всех тепловых систем расчета требуемой энергии - интенсивные подготовительные работы. Пролом подвальных стен нужен лишь в отдельных местах, поскольку тепловой насос предпочтительнее устанавливать под открытым небом и потом лишь присоединить его к теплораспределительной системе внутри дома. Многим земледельцам представляется возможность почти оптимального использования теплового насоса системы воздух/вода: они могут использовать естественную тепловую энергию коров для отопления жилых помещений. Исследования показали, что и самим коровам идет на пользу извлечение тепла из хлева, поскольку с выделенным в ходе теплообмена конденсатом из хлева автоматически выводится не только большое количество влаги, но и вредные газы. Климат в таком очищенном хлеве становится много лучше. Выигрывают от этого не только животные, но и строительный фонд. Новейшие исследования показали, что даже небольшое количество домашних животных, к примеру 20 дойных коров, может полностью обеспечить теплом крестьянский дом средних размеров. До сих пор, однако, теплонасосы воздух/вода имеют тот недостаток, что их мощности при очень низких температурах не хватает для покрытия всех потребностей в тепле. В исключительных случаях приходится подключать автономный отопительный котел (бивалентное отопление). Альтернативу этому способу представляет встроенный в буферный накопитель электрический нагревательный стержень (моноэнергетическое отопление), который в течение нескольких часов или дней может подогревать запасенную воду. Но этому вскоре будет положен конец, потому что крупные производители готовятся выбросить на рынок новые приборы, которые могут функционировать моновалентно, как теплонасосы для рассола и для воды. Этот скачок станет возможен благодаря уже обычному сегодня применению пропана как рабочей среды. В отличие от известных фторхлористых углеводородов пропан начинает испаряться уже при незначительном нагревании, и это обстоятельство позволяет даже при низких наружных температурах получать известное количество тепла. С другой стороны, ведущие предприятия разрабатывают усовершенствованную модель компрессора, удельное число оборотов которого автоматически приспосабливается к наружной температуре и потребности в тепле. Благодаря этому современные тепловые насосы достигают даже при температуре -10 градусов Цельсия производительности (КПД) 2,0. Иными словами, они и при этих обстоятельствах производят вдвое больше тепла, чем потребляют энергии. А при +7 градусах Цельсия они дают даже в четыре раза больше тепла. Это величины, которые раньше никто бы не счел возможными. Возникает вопрос, чего стоит эта чистая техника, насколько продуктивна подобная установка. На первый взгляд тепловые насосы не производят хорошего впечатления, кроме того, они в два раза дороже, чем нефтяной или газовый котел. Но при новом строительстве преимущество в стоимости традиционных отопительных установок мало-помалу сходит на нет: отопительным котлам требуется либо место для размещения запасов жидкого топлива, либо подключение к газопроводу, а также отдельное помещение для котла и вытяжная труба.

Обе схемы наглядно раскрывают принцип функционирования теплового насоса - противоположность холодильнику

Сравнение стоимости

По некоторым данным, тепловые насосы обходятся всего на 3000 DM дороже, чем обычные теплоустановки. Эти дополнительные расходы окупятся в течение нескольких лет благодаря отсутствию издержек на обслуживание и более низким расходам на отопление (на 30%). За какой промежуток времени оправдает себя это приобретение, зависит от цен на электричество. Некоторые поставщики энергии в настоящее время предоставляют льготные тарифы - примерно 0,13 DM за киловатт/час. Если дополнительно монтируют насос, счет уже выглядит не столь радужно. Для этого есть много причин. Важные положения, о которых следует помнить владельцу дома, приводятся в нижней рамке.

Со временем монтаж теплового насоса начал себя оправдывать даже и для владельцев старых домов. Дело в том, что до 1998 года федерация выделяет субсидии при покупке прибора. Необходимым условием для получения субсидии служит годовая производительность (КПД) агрегатов не менее 3,2. Кроме того, в качестве рабочей жидкости не должны использоваться частично галоидированные фторохлоруглеводороды. Некоторые федеральные земли выплачивают ссуду при покупке теплового насоса.

Символ оптимистического будущего

---

Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:

• Ламбрекены со складками
• Монтаж системы водяного отопления
• Сауна с электропечью-каменкой и душем. Проект сауны