Гибридные системы отопления

Декабрь 7, 2016 в как сделать...

Гибридные системы отопления

Гибридные-системы-отопленияГибридные системы отопления работают как от традиционных, так и альтернативных источников тепла, и в последнее время встречаются всё чаще. И это неудивительно: подобные гибридные системы отопления позволяют существенно экономить на обогреве дома.

 Котёл + солнечный коллектор

Основные компоненты. Основа системы — набор солнечных панелей и электрический или твёрдотопливный котёл, который запускается в тот момент, когда энергии солнца перестаёт хватать для полноценного отопления и горячего водоснабжения (ГВС). Важными компонентами также являются накопительный бак со встроенным теплообменником, циркуляционный насос и блок автоматического управления. Если площадь дома большая — не будут лишними и тёплые водяные полы.

Гибридные-системы-отопления.

Принцип работы. Все компоненты системы работают таким образом, чтобы при необходимости дополнять друг друга. Производится ровно столько тепла, сколько его действительно нужно. Поглощая тепло от солнца, панели нагревают циркулирующий в трубках коллектора антифриз. Поступая в теплообменник, он в свою очередь нагревает воду. Температура антифриза и воды задаётся вручную, а затем регулируется автоматикой.

Нагретая вода накапливается в баке, объём которого в зависимости от размеров жилья может достигать 3000 л. Далее накопительная ёмкость распределяет воду сразу по двум контурам — отопления и горячего водоснабжения. Сделать это позволяет особая конструкция теплоаккумулятора, собранного по принципу «бак в баке»: благодаря ей вода внутри ёмкости разделяется на ту, что пойдёт на обогрев, и ту, которая понадобится для хозяйственных нужд (душ, мытьё посуды и пр.).



Если солнца мало и его тепла недостаточно (ночью или в пасмурные дни) — компьютерный блок автоматически включает котёл. После нагрева в котле дальнейшее прохождение воды происходит по той же цепочке. Таким образом, система полностью автономна. Необходимость вмешательства в её работу человека почти исключена.

Преимущества и недостатки

Засчёт того, что практически весь день система работает от солнца, потребность в электроэнергии самая минимальная. Электричество используется лишь для работы циркуляционных насосов и блока управления. Подключение котла происходит в основном ночью — в то время, когда стоимость электроснабжения самая низкая. Если же котёл не электрический, то можно сэкономить на твёрдом топливе, которое тоже не очень дешёвое.

Гибридные-системы-отопления.-1

Однако имеются и недостатки. Во-первых, система идеально работает лишь в регионах с большим количе ством солнечных дней в году. Там же, где погода нередко пасмурная, экономия будет уже не столь ощутимая. Во-вторых, в случае частых перебоев с подачей электроэнергии придётся пользоваться генератором или устанавливать солнечные батареи, что вле чёт за собой дополнительные расходы.

В-третьих, полностью автоматизированное управление требует профессионального технического обслуживания, а это тоже чего-то стоит. Кроме того, первоначальные затраты на приобретение и установку солнечного коллектора составят не менее 200 тыс. руб. По этой причине срок окупаемости системы будет довольно большим — 7-10 лет.

Котёл + тепловой насос

Основные компоненты. В данной схеме тепловой насос полностью заменяет солнечные панели. Его конструкция включает в себя помещённый в землю геотермальный контур, а также компрессор, конденсатор и испаритель, находящиеся в отдельном блоке внутри дома. Испаритель и конденсатор выступают в роли теплообменников. В качестве дублирующего источника тепла используется тот же электрический или твёрдотопливный котёл. Присутствует и накопительный бак. Управление осуществляется в автоматическом или полуавтоматическом режиме.

Принцип работы. Располагаясь глубже 2,5 м (уровня промерзания грунта), где температура не падает ниже 5-7°С, контур насоса поглощает подземное тепло. Полученная тепловая энергия передаётся циркулирующему по контуру антифризу, который переносит её в испаритель. Далее в дело вступает хладагент (фреон), отнимающий тепло у испарителя и затем поступающий в компрессор. В результате сжатия в компрессоре хладагент нагревается и попадает в конденсатор, а уже там тепло передаётся воде.

Гибридные-системы-отопления.-2

Выходя из конденсатора нагретой до 60°С, вода сначала оказывается в накопительном баке, а потом — в приборах отопления. За нагревом воды следят температурные датчики: если она нагревается недостаточно (например, в сильный мороз) — они тут же подают сигнал в контроллер, после чего автома тически включается электрокотёл.

Преимущества и недостатки. Тепловой насос можно использовать не только для обогрева, но и для охлаждения: в летнее время с помощью реверсивного клапана аппарат будет забирать из помещения лишнее тепло. Экономичность насоса определяется соотношением количества энергии, необходимой для его работы, к количеству вырабатываемого тепла. Для геотермальных установок этот коэффициент приравнивается к трём. То есть, затратив 1 кВт электричества, насос поставляет 3 кВт тепловой энергии. Устройство абсолютно безопасное, так как при его работе не используются ни открытый огонь, ни горючие вещества.

Основной недостаток — высокая стоимость оборудования и его монтажа, которая начинается от 1 млн руб.  Впрочем, затраты на монтаж уменьшаются почти в два раза, если речь идёт об устройстве, которое будет брать тепло не из земли, а из водоёма: земляные работы в таком случае можно не проводить. Но для этого необходимо наличие пруда или озера прямо возле участка. Приобретать насос целесообразно лишь при отсутствии возможности провести в дом магистральный газ.

Полезный совет. Чтобы обеспечить максимально быстрое перемещение теплоносителя по системе, а значит, снизить потери тепла, специалисты рекомендуют на каждый контур отопления установить циркуляционный насос. Несмотря на то, что для питания насоса тоже требуется электроэнергия, выгода от его использования очевидна.

Тепловой насос + гелиосистема

Основные компоненты. Система включает в себя панели солнечного коллектора и оборудование, необходимое для работы теплового насоса. Для нагрева воздуха используются фанкойлы и тёплые полы. Накопление и распределение воды для отопления и ГВС происходит в теплоаккумуляторе. Передача тепла в контурах геотермальной установки и в контуре гелиосистемы осуществляется по-разному: в гелиосистеме через отдельный теплообменник (буфер), а в тепловом насосе с помощью цепочки «испаритель — компрессор — конденсатор».     И коллектор, и насос объединяются в единую схему таким образом, что могут работать как совместно, так и по отдельности.

Принцип работы. В летнее время тепловой насос работает в основном на охлаждение, а солнечные коллекторы нагревают воду для хозяйственных целей. Поздней осенью и зимой в зависимости от погоды устройства чаще всего функционируют попеременно: днём — коллекторы, ночью — насос. Если же солнца мало или нет совсем, обогрев происходит только с помощью геотермального оборудования. Как и в других гибридных системах, температура нагрева воды и очерёдность включения агрегатов контролируется автоматикой, а движение жидкостей по контурам происходит за счёт циркуляционных насосов.

Гибридные-системы-отопления.-3

Преимущества и недостатки. Наличие двух дополняющих друг друга устройств — солнечных панелей и геотермальной установки — позволяет использовать электроэнергию совсем в небольших количествах. Благодаря природному возобновляемому теплу в доме и зимой, и летом поддерживается комфортная температура, и при этом не требуется серьёзных ежегодных затрат. Но следует помнить, что использование солнечных панелей в средней полосе малоэффективно.

Однако изначальная стоимость гибридной системы слишком велика (от 1,5 млн руб.) По этой же причине окупаемость оборудования может затянуться на 10, а то и 20 лет. К тому же для эксплуатации подобного гибрида в регионах с холодным климатом придётся запастись резервным источником тепла (электрокотлом), что увеличит не только первоначальные вложения, но и ежегодные затраты на отопление. При наличии центрального газоснабжения применение подобной гибридной системы нецелесообразно.

«САМ» №11  2016 г.  Автор: С. Васильев

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники