Гібридні системи опалення

Опалювальні системи, що працюють від традиційних та альтернативних джерел тепла, останнім часом зустрічаються все частіше. І це не дивно: подібні гібриди дозволяють істотно економити на обігріві будинку.

ОСНОВНІ КОМПОНЕНТИ

Основа системи – набір сонячних панелей і електричний або твердопаливний котел, який запускається в той момент, коли енергії сонця перестає вистачати для повноцінного опалення і гарячого водопостачання (ГВП). Важливими компонентами також є накопичувальний бак з вбудованим теплообмінником, циркуляційний насос і блок автоматичного управління. Якщо площа будинку велика – не будуть зайвими і теплі водяні підлоги.

ПРИНЦИП РОБОТИ

Всі компоненти системи працюють таким чином, щоб при необхідності доповнювати один одного. Виробляється рівно стільки тепла, скільки його дійсно потрібно.

Поглинаючи тепло від сонця, панелі нагрівають циркулює в трубках колектора антифриз. Поступаючи в теплообмінник, він в свою чергу нагріває воду. Температура антифризу і води задається вручну, а потім регулюється автоматикою. Нагріта вода накопичується в баку, обсяг якого в залежності від розмірів житла може досягати 3000 л. Далі накопичувальна ємність розподіляє воду відразу за двома контурам – опалення і гарячого водопостачання. Зробити це дозволяє особлива конструкція теплоаккумулятора, зібраного за принципом «бак в баку»: завдяки їй вода всередині ємності розділяється на ту, що піде на обігрів, і ту, яка знадобиться для господарських потреб (душ, миття посуду та ін.). Якщо сонця мало і його тепла недостатньо (вночі або в похмурі дні) – комп’ютерний блок автоматично включає котел. Після нагріву в котлі подальше проходження води відбувається за тією ж ланцюжку.

Таким чином, система повністю автономна. Необхідність втручання в її роботу людини майже виключена.

ПЕРЕВАГИ І НЕДОЛІКИ

За рахунок того, що практично весь день система працює від сонця, потреба в електроенергії наймінімальніша. Електрика використовується лише для роботи циркуляційних насосів і блоку управління. Підключення котла відбувається в основному вночі – в той час, коли вартість електропостачання найнижча. Якщо ж котел неелектричних, то можна заощадити на твердому паливі, яке теж не дуже дешеве.

Однак є й недоліки. По-перше, система ідеально працює лише в регіонах з великою кількістю сонячних днів в році. Там же, де погода нерідко похмура, економія буде вже не настільки відчутна. По-друге, в разі частих перебоїв з подачею електроенергії доведеться користуватися генератором або встановлювати сонячні батареї, що тягне за собою додаткові витрати. По-третє, повністю автоматизоване управління вимагає професійного технічного обслуговування, а це теж чогось вартий. Крім того, початкові витрати на придбання та установку сонячного колектора складуть не менше 200 тис. Руб. З цієї причини термін окупності системи буде досить великим – 7-10 років.

ОСНОВНІ КОМПОНЕНТИ

В даній схемі тепловий насос повністю замінює сонячні панелі. Його конструкція включає в себе закладений у землю геотермальний контур, а також компресор, конденсатор і випарник, що знаходяться в окремому блоці всередині будинку. Випарник і конденсатор виступають в ролі теплообмінників. Як дублюючого джерела тепла використовується той же електричний або твердопаливний котел. Присутній і накопичувальний бак. Управління здійснюється в автоматичному чи напівавтоматичному
режимі.

ПРИНЦИП РОБОТИ

Розташовуючись глибше 2,5 м (рівень промерзання грунту), де температура не падає нижче 5-7 ° С, контур насоса поглинає підземне тепло. Отримана теплова енергія передається циркулюючому по контуру антифризу, який переносить її в випарник. Далі в справу вступає холодоагент (фреон), який забирає тепло у випарника і потім надходить в компресор. В результаті стиснення в компресорі холодоагент нагрівається і потрапляє в конденсатор, а вже там тепло передається воді. Виходячи з конденсатора нагрітої до 60 ° С, вода спочатку виявляється в накопичувальному баку, а потім – в приладах опалення. За нагріванням води стежать температурні датчики: якщо вона нагрівається недостатньо (наприклад, в сильний мороз) – вони тут же подають сигнал в контролер, після чого автоматично включається електрокотел.

ПЕРЕВАГИ І НЕДОЛІКИ

Тепловий насос можна використовувати не тільки для обігріву, але і для охолодження: в літній час за допомогою реверсивного клапана апарат буде забирати з приміщення зайве тепло. Економічність насоса визначається співвідношенням кількості енергії, необхідної для його роботи, до кількості тепла, що виробляється. Для геотермальних установок цей коефіцієнт дорівнює трьом. Тобто, витративши 1 кВт електрики, насос постачає 3 кВт теплової енергії. Пристрій абсолютно безпечне, так як при його роботі не використовуються ні відкритий вогонь, ні горючі речовини.

Основний недолік – висока вартість обладнання і його монтажу, яка починається від 1 млн руб. Втім, витрати на монтаж зменшуються майже в два рази, якщо мова йде про пристрій, що буде брати тепло не з землі, а з водойми: земляні роботи в такому випадку можна не проводити. Але для цього необхідна наявність ставка або озера прямо біля ділянки.

Купувати насос доцільно лише при відсутності можливості провести в будинок магістральний газ.

ОСНОВНІ КОМПОНЕНТИ

Система включає в себе панелі сонячного колектора та обладнання, необхідне для роботи теплового насоса. Для нагрівання повітря використовуються фанкойли і теплі підлоги. Накопичення і розподіл води для опалення та ГВП відбувається в теплоаккумуляторе. Передача тепла в контурах геотермальної установки і в контурі геліосистеми здійснюється по-різному: в геліосистемі через окремий теплообмінник (буфер), а в тепловому насосі за допомогою ланцюжка «випарник – компресор – конденсатор». І колектор, і насос об’єднуються в єдину схему таким чином, що можуть працювати як спільно, так і окремо.

ПРИНЦИП РОБОТИ

У літню пору тепловий насос працює в основному на охолодження, а сонячні колектори нагрівають воду для господарських цілей. Пізньої осені і взимку в залежності від погоди пристрої найчастіше функціонують поперемінно: вдень – колектори, вночі – насос. Якщо ж сонця мало або немає зовсім, обігрів відбувається тільки за допомогою геотермального обладнання. Як і в інших гібридних системах, температура нагріву води і черговість включення агрегатів контролюється автоматикою, а рух рідин по контурах відбувається за рахунок циркуляційних насосів.

ПЕРЕВАГИ І НЕДОЛІКИ

Наявність двох доповнюють один одного пристроїв – сонячних панелей і геотермальної установки – дозволяє використовувати електроенергію зовсім в невеликих кількостях. Завдяки природному поновлюваному тепла в будинку і взимку, і влітку підтримується комфортна температура, і при цьому не потрібно серйозних щорічних витрат. Але слід пам’ятати, що використання сонячних панелей в середній смузі малоефективно.

Однак початкова вартість гібридної системи занадто велика (від 1,5 млн руб.) З цієї ж причини окупність обладнання може затягнутися на 10, а то і 20 років. До того ж для експлуатації подібного гібрида в регіонах з холодним кліматом доведеться запастися резервним джерелом тепла (електрокотлом), що збільшить не тільки початкові вкладення, але і щорічні витрати на опалення.

Ссылка на основную публикацию