Устройство котельной в частном доме на базе теплового насоса

В целом геотермальный тепловой насос может быть подключен на любую систему отопления. Но эффективности его работы в разных системах отопления будет существенно отличается. Кроме того использование некоторых узлов ведёт не только к удорожанию и усложнению, но и при этом, как ни странно к снижению ее эффективности. В этой связи очень важно использовать те или иные инженерные решения по назначению, для которых они были придуманы.

Первое, что следует учесть при проектировании котельной для теплового насоса в частности, или для высокоэффективной высокотемпературной системы отопления в целом, это правильно подобранные диаметры трубопроводов. Независимо от применяемого способа отопления, сильно зауженные внутренние сечение трубопроводов влекут увеличение нагрузки на циркуляционные насосы и, как следствие, большему употреблению электроэнергии ими. С одной стороны использование тепла с меньшим температурным потенциалом при нагреве с помощью тепловых насосов, наводит на мысль о необходимости прокачивания больших объемов теплоносителя. И как следствие этого необходимость использования трубопроводов большего диаметра в сравнении с высокотемпературными системами. Однако на практике получается не совсем так...

Использование в современных системах отопления систем тёплый пол радиаторов, а также комбинированных систем в которых используются как радиаторы так и тёплые полы приводит к необходимости создание внутреннего круга циркуляции теплоносителя. Из которого потребители тепла выбирают нужное количество теплоты с нужной температурой. А требуемая температура достигается смешиванием высокой температуры подаваемого теплоносителя с возвращающимся обратно и более холодным теплоносителем. В результате затраты на рециркуляцию теплоносителя в системе отопления, основанной на высокотемпературной системе нагрева, больше, чем в котельной, используемой в качестве нагрева тепловые насосы. Обычно в высокотемпературных системах отопления затратами на энергопотребление циркуляционных насосов пренебрегают. И этот вопрос вызывает легкую иронию, якобы это очень маленькое энергопотребление в масштабах дома. Однако, если учесть, что циркуляционный насос работает постоянно, а их число может быть достаточно большим. Можно говорить, что потребление электричества затраченного на циркуляционные насосы в высокотемпературных системах сравнимы с потреблением инверторного теплопреобразователя!

Важный момент, на который хотелось бы обратить внимание это трубы для котельной. В основном все современные котельные собираются из труб ППР (полипропилен). Срок службы труб ППР значительно снижается при их сильном нагреве. Сами же трубы меняют свои линейные размеры при нагревании. Также следует обратить внимание на то, что для подбора труб в котельной, согласно необходимому расходу теплоносителя, имеет значение внутреннее сечение трубопроводов. Дело в том, что разные производители делают разные толщины труб, поэтому при одинаковом внешнем диаметре, внутренний диаметр проходного сечения трубопроводов может быть различным. Заужение внутреннего проходного сечения приводит к увеличению давления, и как следствие этого, увеличению нагрузки на циркуляционный насос и рост его энергопотребления при одновременном уменьшении объема перекачиваемого теплоносителя. Недостаточный объем прокачиваемого теплоносителя приводит к увеличению разницы температур между подачей в систему отопления и температуры возвращающегося теплоносителя. Этот показатель говорит в целом об эффективности съема тепла в системе отопления. Чем меньше разница температуры между двумя трубами тем более эффективна система отопления в целом.

Однако если в системе есть гидрострелка и различные группы подмеса то разность температур между трубами достаточно быстро достигает минимальных значение. Но это никоим образом не говорит об эффективности системы отопления. Это говорит лишь о том, что мы не выпустили тепло из котельной вообще!! Оставив его циркулировать внутри. В таком случае если мы хотим сделать правильные выводы об эффективности системы отопления. Температуру возвращающегося теплоносителя нам нужно мерить сразу же после потребителей тепла. А температуру уходящего в систему отопления теплоносителея после котла или другого нагревательного прибора.

В любой системе отопления, количество тепла, которое потребляет дом можно посчитать по следующей формуле.

Потребление тепла=Объемный расход теплоносителя*плотность*теплоемкость*(разница температур подачи и обратки).

Ещё раз хочется подчеркнуть, что если мы хотим сделать правильные выводы об эффективности работы нашей отопительной системы, мы должны правильно измерять разницу температур исключая всевозможные узлы подмеса и смешивания.

В результате вышесказанного, особенностями котельных на основе тепловых насосов можно считать: отсутствие гидрострелок; дополнительных узлов подмеса; циркуляционных насосов и сопутствующих узлов. Всё это приводит к упрощению и удешевлению котельной в целом. И конечно же увеличивается надежность, а также уменьшается энергопотребление на перекачивание. В итоге котельная на основе теплового насоса стоит дешевле более чем на 100тыс рублей. А если учесть что SunDue SDU... Droid уже имеет встроенный бак для нагрева ГВС из нержавеющей стали и, соответственно отпадает необходимость его обвязывать, то экономия будет еще больше.

Следующий вопрос, который затрагивается в видео, касается уже непосредственно DX тепловых насосов, и их сравнение с традиционными тепловыми насосами с промежуточным теплоносителем.

Применение традиционных тепловых насосов с промежуточным теплоносителем приводит к усложнению котельный. В отличие от DX геотермальных теплосборников, для работы которых в котельной достаточно только двух трубок. Для обеспечения работы тепло сборников с промежуточным теплоносителем, фактически требуется сделать еще одну низкотемпературную котельную внутри котельной. В которой также нужно будет поставить: циркуляционный насос, расширительный бак, группу безопасности. И все это качественно утеплить! И конечно же это дополнительное энергопотребление циркуляционного насоса. Сторонники традиционных тепловых насосов конечно же скажут, что это очень мизерные энергопотребление. Ну что такое 100...200 Вт в масштабах дома?! Для того чтобы можно было сравнить энергопотребление отметим, что энергопотребление всего инверторного теплопреобразователя droid SunDue, работающего на 50 процентной мощности в остывшим доме составляет чуть более 500 Вт. А если учесть, что после достижения температуры тепловой насос ещё больше сокращает энергопотребление 5%..10%(при этом температура кипения фреона повышается, т.к. контур становится сильно переразмеренным) и останавливается, в отличие от циркуляционных насосов, которые постоянно работают, можно говорить о сравнимом энергопотреблении циркуляционных насосов и инверторного DC теплопреобразователя SunDue SDU... Droid. Поэтому мы рекомендуем устанавливать также DC инверторные циркуляционные насосы в системах отопления, подробнее о них рассказано в видео.