Сколько денег! И всё мимо, мимо!

Знайте, что добрая четверть населения наших стран, бывших республик Советского Союза, являются пенсионерами, доходы которых позволяют еле-еле сводить концы с концами. И львиную долю обязательных расходов для них, как и для всех граждан, занимают коммунальные платежи (за газ, отопление, водоснабжение, электроэнергию и т.д.). И никто из них толком не знает, что можно с успехом сократить до минимума, или свести почти до нуля платежи за отопление и горячее водоснабжение в холодную пору года, существенно сократив, таким образом, расходы семейного бюджета. Для чего достаточно узнать принцип действия теплового насоса, чтобы полностью и окончательно отказаться от традиционных и дорогостоящих систем отопления.

Что это за добрый Дед Мороз – этот тепловой насос, и что за волшебный принцип его работы? Оказывается, он не пришёл к нам под Новый год, который мы недавно встретили. Само понятие тепловых насосов очень простое. Это закольцованная трубопроводами система из 4-х основных узлов – испарителя, компрессора, конденсатора и дроссельного клапана. А принцип их работы был теоретически открыт много десятилетий тому назад – в 1824 году французским инженером Карно и претворён на практике 30 лет спустя – в 1854 году британским физиком и механиком Томсоном.

И не надо утверждать, что вы не знакомы с принципом работы тепловых насосов. Вы его хорошо знаете! Потому, что у каждого в доме и в квартире есть холодильник. Так вот, тепловой насос — это холодильник с принципом работы с точностью до наоборот. Холодильник отбирает тепло из камеры и отдаёт его наружу (отчего задняя спираль всегда горячая), а тепловой насос наоборот забирает тепло из наружного воздуха, или из почвы и воды и подогретым отдаёт его в камеру, то есть, в закрытое жилое помещение.

Теперь представьте себе, что вы потратились на установку системы теплового насоса один раз, а будете пользоваться не только теплом зимой, но и прохладой в комнате летом, причём, почти бесплатно и многие десятилетия. Не фантастика ли это? – Оказывается, не сказка и не фантастика, а реальная действительность. Вы будете платить лишь незначительную сумму за электроэнергию, потраченную на то, чтобы перегонять рабочую жидкость в закольцованном трубопроводе с помощью компрессора. И всё. За остальное у вас голова не будет болеть: и тепло зимой будет, и прохлада летом. Считай, бесплатно!

А пока мы пользуемся газовым отоплением или другими видами традиционных источников тепла – мы бездумно теряем из своего не столь толстого кошелька значительную сумму денег, которая как приходит, так и уходит от нас, не успев освоиться в семейном бюджете.

Как сегодня пролетают мимо кошелька немалые средства, к примеру, у рядового гражданина на Украине. Чтобы обогреть 120 квадратных метров жилого дома газом, надо ежемесячно платить по 560-600 гривен. В пересчёте на российские деньги — около 2500 рублей. Пять холодных месяцев сезонного отопления обойдётся в 12500 рублей. А при работе теплового насоса надо оплачивать в месяц всего лишь за одну электроэнергию не более 200 рублей. Есть разница?

Можно ли избавиться от столь затратных систем отопления? И как это практически сделать?

Выход есть – тепловой насос!

Итак, тепловой насос – это не просто один агрегат. Это целая система. Но очень простая и понятная каждому. Если говорить проще, то это кольцо из трубопроводов, в которых циркулирует хладоген, фреон, хладагент – как хотите, так и называйте. Чуть позднее более подробнее узнаете об этой рабочей жидкости или газе.

В данной закольцовке главный агрегат, перегоняющий рабочую жидкость или газ по трубам, является компрессор, приводимый в работу электричеством. (См. рис 1). Затем, как было ранее сказано, испаритель, конденсатор и дроссельный кран. Принцип работы схематично выглядит так: рабочая жидкость забирает температуру окружающей среды (из водоёма, из почвы, или из воздуха) и, проходя по системе, уплотняется компрессором, давление вместе с температурой повышается и передаётся на потребители (в квартире тёплые полы, отопительные батареи, водонагреватели и т.д.).

В качестве передатчика тепла выступает рабочая жидкость, циркулирующая по трубопроводам. Это так называемый хладагент, или фреон, или рассол (незамерзающая жидкость – вода, смешанная с гликолем).

Как это действует? Рабочая смесь, проходя по трубопроводам в земле, или на дне водоёма, забирает наружную температуру и поступает в испаритель, где хладагент, который имеет низкую температуру закипания, превращается в газ. Компрессор увеличивает давление, температура подскакивает до 60-70 градусов. В конденсаторе тепло отдаётся точкам потребления, после чего газ снова превращается в жидкость и после дроссельного крана давление падает и рабочая смесь снова идёт по трубам брать температуру почвы, или воды, если система опущена на дно водоёма. Цикл закончен и всё начинается сначала. Принципиальную схему смотрите на рис. 2.

Короче говоря, на сегодняшний день в системе теплового насоса ничего нового не придумано. Она базируется, как видно по схеме, на четырёх элементах.

Что такое «рабочая жидкость»?

Что же перегоняет компрессор по «жилам» системы теплового насоса? Фигурально выражаясь, кто несёт тепло земли к компрессору, а потом, превращаясь в газообразное состояние, под высоким давлением резко нагревается до температуры 60-70 градусов и отдаёт тепло в точки потребления (полы в квартире, отопительные батареи, водонагреватели, противообледенители на садовых дорожках и т.п.). Что это за рабочая жидкость, или, образно выражаясь, кровеносная система геотермального отопления?

В первую очередь, это незамерзающая жидкость. Или хладагент. Его главное достоинство – кипеть при низкой температуре минус 4 градуса.

Это жидкое или газообразное вещество, используемое как в холодильниках, так и в геотермальных тепловых насосах. В прежние времена применялся фреон – бесцветная жидкость или газ (в зависимости от температуры и давления в трубопроводе). Он хорошо растворяется, не горит, не взрывается, и, на поверхностный взгляд, не вреден для здоровья человека. Но, как оказалось, фреон не такой уж белый и пушистый. Он косвенно вредит здоровью, через разрушение озонового слоя земли, который защищает нас от ультрафиолетового излучения солнца.

Поэтому в современном оборудовании, где нужна рабочая жидкость, имеющая все достоинства фреона, но не вредящая окружающей среде, применяется хладагент под условным названием R22. Эта рабочая жидкость не влияет на озоновый слой и совершенно безопасна для здоровья человека.

Тем не менее, учёные продолжают искать более оптимальные варианты и постоянно совершенствуют химический состав рабочей жидкости.

Делаем выбор в пользу…

В начале данной публикации промелькнула фраза «достаточно узнать принцип действия теплового насоса, чтобы полностью и окончательно отказаться от традиционных и дорогостоящих систем отопления». Так что за волшебный принцип действия, который может заставить отказаться от традиционных видов отопления дома?

Для любого из нас выгоднее то тепло, за которое надо меньше платить. Принцип – принципом, а цена имеет важное значение. Если затраты, понесённые при обустройстве геотермального отопления, максимум через 5-6 лет окупаются, а дальше многие десятки лет мы платим мизерную сумму только за электроэнергию, а само отопление фактически бесплатно, — так это самый важный аргумент в пользу установки тепловых насосов.

Тем более, та же самая установка может не только обогревать наше жилище зимой, но и охлаждать в знойные летние дни. В том и заключается её неповторимость. Для чего достаточно снабдить систему ещё одним нехитрым агрегатом фанкойлом – и отопление превратится в кондиционирование воздуха в помещениях.

Что из себя представляют фанкойл? Это агрегат, основной функцией которого является регулирование температуры в помещениях.

В Википедии дано следующее объяснение термина «фанкойл»:

«ГОСТ 22270-76 «Оборудование для кондиционирования воздуха, вентиляции и отопления» предписывает перевод английского fan coil unit как «Вентиляторный доводчик», то есть устройство, осуществляющее с помощью встроенного вентилятора местную рециркуляцию и подачу в помещение смеси внутреннего воздуха с наружным воздухом, предварительно прошедшим обработку в центральном кондиционере воздуха, а также нагрев и (или) охлаждение воздуха).»

Воздух подходит к теплообменнику фанкойла, проходит через него и приобретает установленную по вашему желанию температуру. А с принципом работы тепловых насосов мы уже познакомились.

В.Ильин

Следующий фильм уже достаточно старый, но он показывает принцип действия теплового насоса: