Теплові насоси: як уникнути помилок

1. КОЖЕН ВУЗОЛ ВАЖЛИВИЙ ПО-СВОЄМУ
2. НЕБЕЗПЕКА завищені очікування
3. Спростити МОНТАЖ?
4. Типові помилки при облаштуванні СИСТЕМ З ТЕПЛОВИМ НАСОСОМ

Фото: Alexander Zamaraev / Fotolia.com

В останні роки кількість компаній, що займаються проектуванням і установкою теплових насосів, істотно збільшилася. Відповідно, виникає ряд проблем, коли опалювальна система з тепловим насосом перестає працювати або функціонує неефективно. І тоді багато домовласників, що зіткнулися з подібними неприємностями, з'ясовують, що ціна такого «шлюбу» виявляється часом непомірно висока і простою заміною обладнання не обійтися - доведеться в буквальному сенсі переорювати весь ділянку, заново прокладати сотні погонних метрів труби.

Фото: «Теплосоюз»

У такій ситуації домовласникам можна тільки поспівчувати. Але, як то кажуть, їх приклад - іншим наука. Які ж причини невдалого використання якісного обладнання? Всі «косяки» можна розділити на дві групи. По-перше, це помилки, що здійснюються на етапі проектування вузлів системи опалення. По-друге, недбале виконання монтажниками своєї частини роботи. Нагадаємо, як влаштовані системи опалення на основі теплового насоса. Вони забирають тепло від так званих джерел низькопотенційної теплової енергії, в якості яких може виступати грунтовий грунт, вода з водойм або атмосферне повітря. Теплові насоси розділяються в залежності від виду джерела енергії і теплоносія. Найбільшого поширення набули теплові насоси типів «грунт-вода» (тобто джерелом енергії служить грунт, тепло передається рідкому теплоносія системи опалення - кінцевого тепловому контуру), «вода-вода», «повітря-вода», «повітря-повітря». Конструктивно це обладнання містить два теплообмін- ником. Через перший проходить теплоносій, дотичний з джерелом низько потенційного тепла, другий віддає тепло в будинок, а між ними проміжний теплоносій - фреон, який передає холод в грунт або воду, а тепло в будинок. Вельми поширеним джерелом низько потенційного тепла є повітря, який можна використовувати для теплообміну в необмежених кількостях.

КОЖЕН ВУЗОЛ ВАЖЛИВИЙ ПО-СВОЄМУ

Неправильно спроектована система опалення з тепловим насосом буде або недостатньо потужною, або незбалансованої по потужності основних вузлів. У першому випадку вона не забезпечить будинок необхідною кількістю тепла. У другому випадку, коли, наприклад, невдало підібраний зовнішній контур теплообмінника (нитки трубопроводу розташовані дуже близько один до одного або знаходяться на невідповідному глибині), виникає небезпека заморожування трубопроводу. Грунтовий теплообмінник - один з ключових елементів, з пристроєм якого найчастіше виникають проблеми. Він складається з довгих (кілька сотень метрів) ниток труби (зазвичай використовується більш дешева пластикова), складеної кільцями в траншеї або поміщеної в одну або кілька свердловин.

Грунтовий теплообмінний контур майже неремонтопрігоден, і якщо виникає витік теплоносія через механічного пориву труби або її поганої якості або з іншої причини, то нитку теплообмінника потрібно глушити з втратою частини продуктивності або міняти. Перевага вертикальних свердловин, в які занурюються геотермальні зонди, - компактність. Вони вимагають мінімум місця і зазвичай використовуються в тих випадках, коли немає можливості відвести велику площу (від шести соток і більше) під горизонтальний колектор, над яким не можна зводити споруди і садити рослини з розвиненою кореневою системою.

Для облаштування свердловин досить декількох квадратних метрів площі, глибина буріння становить 70-100 м. Крім того, температура в свердловинах постійна, що дозволяє тепловому насосу працювати більш ефективно. Тому свердловинний колектор краще, якщо тепловий насос використовується і в теплу пору року, в складі систем пасивного або активного охолодження. Неправильний розрахунок (недостатня довжина контуру) може привести до поступового, сезон за сезоном, зниження температури в свердловинах, а також стати причиною безповоротного замерзання геотермального теплообмінника і грунту навколо нього.

Дуже часто не враховують взаємовпливу свердловин. Стандартне відстань - 10 м при глибині свердловини більше 60 м. Якщо вони розташовані на відстані менше 8-10 м один від одного, то слід збільшувати глибину і кількість свердловин, щоб забезпечити необхідний рівень віддачі енергії. Перевагою горизонтального контуру, в порівнянні із свердловинами, є більш низька вартість. Контур укладають на глибині 0,8 1,4 м, тому не потрібно використовувати бурову техніку, однак він займає досить велику площу, можливості подальшого корисного використання якої обмежуються пристроєм декоративного газону, насипних доріжок, грядок, посадкою чагарнику.

До помилок проектування горизонтального контуру, крім неадекватної довжини, відноситься недостатня глибина його укладання. При малій глибині довкілля занадто сильно впливає на температуру теплоносія. В результаті до кінця опалювального сезону може значно знижуватися температура контуру і падати ефективність роботи обладнання. Через занадто великої глибини укладання контуру грунт навколо теплообмінника не встигає прогрітися за літо. Варто згадати про один з хибних думок, що колектор слід укладати нижче глибини промерзання грунту.

Насправді колектор повинен бути розташований так, щоб отримати якомога більше тепла з навколишнього середовища, максимізувати віддачу від нагрівання грунту теплом сонця, дощової води і т. Д. Неправильна експлуатація території, під якою розташований горизонтальний колектор, теж здатна привести до збоїв в роботі системи. Над колектором не можна зводити споруди, класти асфальт або тротуарну плитку. Якщо геотермальний теплообмінник опиниться під «дахом», то може виникнути крижана лінза, утворена замерзлим теплообмінником і грунтом навколо нього.

НЕБЕЗПЕКА завищені очікування

Які найпоширеніші помилки при проектуванні системи опалення з тепловим насосом? Дуже часто при розрахунках вказують всі величини без запасу. Наприклад, якщо розрахунковий теплос'ема для грунтового колектора складає 20-30 Вт з погонного метра (а не 50-100 Вт, як пишуть в рекламних проспектах), то при розрахунку його приймають як 30 Вт. Відповідно, вибирають і «найзручніше» значення для розрахунку. Аналогічні прорахунки відбуваються і при виборі теплового насоса. Наприклад, замість моделі потужністю 24 кВт встановлюють пристрій потужністю 17 кВт. В результаті насос не справляється в пікові навантаження. Характерною помилкою є використання методик розрахунку, виконаних за західноєвропейськими нормативам. Все-таки зима у нас більш холодна і триває довше, ніж, скажімо, в Німеччині. Для розрахунку повинні застосовуватися нормативи, відповідні кліматичними особливостями регіону будівництва.

Спростити МОНТАЖ?

Вітчизняні будівельники іноді безвідповідально підходять до монтажу вузлів системи опалення . Притому що установка теплового насоса не представляє складності, особливо якщо мова йде про моделі останнього покоління. Багато зарубіжних виробників пропонують повністю зібрані теплові насоси «для сантехніків». Такі насоси є у NIBE, Mitsubishi Electric, Danfoss. Скажімо, Mitsubishi Electric представляє моноблок, який містить всі елементи, включаючи теплообмінник «фреон-вода».

Монтаж такого устаткування полягає в його установці на твердому підставі, підключенні до електрики і проводці труб від колектора «теплої підлоги». Хоча і тут іноді знаходиться місце для «творчості». Так, наприклад, монтажники часом роблять підживлення від водопроводу до ґрунтового теплообмінника, що категорично заборонено.

Взагалі, багатостраждальному грунтовому теплообміннику «дістається» найчастіше. Один з найпоширеніших промахів - заниження прохідних діаметрів труби. Часом економлять і на матеріалах. Для грунтових теплообмінників повсюдно застосовується поліетилен, який добре переносить негативні температури. А ось використання поліпропілену - груба помилка. Для з'єднань відрізків трубопроводу необхідно вибирати тільки відповідні елементи, призначені для підземного монтажу, і надійні технології, такі як електрофузіонная зварювання.

Типовий прорахунок - застосування дешевих компресійних фітингів, що дають текти через пару років експлуатації. Дуже важливо правильно тампонувати свердловини, щоб зонд мав хороший термічний контакт з грунтом. Для цієї мети свердловини з встановленим зондом заповнюють сумішшю, теплопровідні характеристики якої не гірше, ніж у грунту. Бентоніт, популярний матеріал для тампонажу стволів свердловин, в даному випадку не підходить, так як володіє теплоізоляційними властивостями. Рекомендується заповнювати свердловини піском з невеликою домішкою бентоніту і цементу. А ось застосування уламкових порід з гострими краями (наприклад, щебеню) слід виключити.

Типові помилки при облаштуванні СИСТЕМ З ТЕПЛОВИМ НАСОСОМ

Помилка

Недостатня довжина трубопроводу первинного контуру теплообмінника

Заморожування теплоносія в трубопроводі

Перекладання теплообмінника або пристрій додаткового контуру

Заниження діаметра труби контуру теплообмінника

Недостатня потужність системи

перекладання теплообмінника

Занадто близьке розташування свердловин або ниток трубопроводу теплообмінника

Заморожування теплоносія в трубопроводі

Перекладання теплообмінника або пристрій додаткового контуру або свердловини

Використання поліпропіленових труб, компресійних фітингів

перекладання теплообмінника

Пристрій над горизонтально розташованим контуром споруд, що перешкоджають доступу тепла з поверхні землі

Заморожування теплоносія в трубопроводі

демонтаж споруд